JP4462289B2 - Semiconductor layer growth method and semiconductor light emitting device manufacturing method - Google Patents

Semiconductor layer growth method and semiconductor light emitting device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP4462289B2
JP4462289B2 JP2007133340A JP2007133340A JP4462289B2 JP 4462289 B2 JP4462289 B2 JP 4462289B2 JP 2007133340 A JP2007133340 A JP 2007133340A JP 2007133340 A JP2007133340 A JP 2007133340A JP 4462289 B2 JP4462289 B2 JP 4462289B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor layer
light emitting
nitride
compound semiconductor
iii
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007133340A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008288461A (en
Inventor
暁 大前
祐之 有持
重吾 御友
統之 風田川
智公 日野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2007133340A priority Critical patent/JP4462289B2/en
Priority to TW097115743A priority patent/TWI368941B/en
Priority to EP08008617A priority patent/EP1993150A3/en
Priority to US12/121,906 priority patent/US8242513B2/en
Priority to CN2010101252980A priority patent/CN101807522B/en
Priority to CN2008101799478A priority patent/CN101409231B/en
Priority to KR1020080046001A priority patent/KR101453563B1/en
Publication of JP2008288461A publication Critical patent/JP2008288461A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4462289B2 publication Critical patent/JP4462289B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/16Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular crystal structure or orientation, e.g. polycrystalline, amorphous or porous
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • H01L21/0242Crystalline insulating materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/02433Crystal orientation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02538Group 13/15 materials
    • H01L21/0254Nitrides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02609Crystal orientation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/02636Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H01L21/02639Preparation of substrate for selective deposition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/02636Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H01L21/02647Lateral overgrowth
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • H01L33/0062Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439Materials
    • H01L21/02455Group 13/15 materials
    • H01L21/02458Nitrides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

この発明は、半導体層の成長方法、半導体発光素子の製造方法、半導体発光素子および電子機器に関し、例えば、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた発光ダイオードおよびこの発光ダイオードを用いる各種の装置または機器に適用して好適なものである。   The present invention relates to a method for growing a semiconductor layer, a method for manufacturing a semiconductor light emitting element, a semiconductor light emitting element, and an electronic apparatus. For example, a light emitting diode using a nitride III-V compound semiconductor and various devices using the light emitting diode Or it is a thing suitable for applying to an apparatus.

従来、GaN系半導体を用いた発光ダイオードの製造方法は、(0001)面、すなわちC面サファイア基板上にn型層、活性層およびp型層を含むGaN系半導体層を有機金属化学気相成長(MOCVD)法によりC軸配向で成長させる方法が主流である。
しかしながら、周知のように、(0001)面(C面)サファイア基板上に成長させたC軸配向のInGaN系歪量子井戸層においては、大きなピエゾ電界が井戸面に垂直方向(C軸方向)に発生して電子と正孔とを空間的に互いに分離し、電子−正孔再結合確率を低下させる量子閉じ込めシュタルク効果が発生するため、例えばInGaN/GaN系発光ダイオードではこれが内部量子効率を低下させ、ひいては外部量子効率を低下させる問題があり、これが発光出力の向上を妨げる一つの原因となっている。
Conventionally, a method of manufacturing a light-emitting diode using a GaN-based semiconductor is based on metalorganic chemical vapor deposition of a GaN-based semiconductor layer including an n-type layer, an active layer, and a p-type layer on a (0001) plane, that is, a C-plane sapphire substrate. A method of growing by C-axis orientation by the (MOCVD) method is the mainstream.
However, as is well known, in a C-axis oriented InGaN strained quantum well layer grown on a (0001) plane (C plane) sapphire substrate, a large piezoelectric field is perpendicular to the well plane (C-axis direction). This causes a quantum confined Stark effect that spatially separates electrons and holes from each other and lowers the probability of electron-hole recombination. For example, in InGaN / GaN light emitting diodes, this reduces the internal quantum efficiency. As a result, there is a problem of lowering the external quantum efficiency, which is one cause of hindering the improvement of the light emission output.

活性層における量子閉じ込めシュタルク効果を抑制するためには、(1−102)面(R面)サファイア基板を用い、その上に(11−20)面(A面)GaN系半導体層を成長させる方法があるが、この(11−20)面GaN系半導体層では貫通転位が多く、結晶品質が良いGaN系半導体層を得ることは困難な状況にある。   In order to suppress the quantum confined Stark effect in the active layer, a method of growing a (11-20) plane (A plane) GaN-based semiconductor layer on a (1-102) plane (R plane) sapphire substrate However, in this (11-20) plane GaN-based semiconductor layer, there are many threading dislocations, and it is difficult to obtain a GaN-based semiconductor layer with good crystal quality.

活性層における量子量子閉じ込めシュタルク効果を抑制する方法として、歪量子井戸層を含む複数のGaN系半導体層を成長させて半導体発光素子を製造する場合に、少なくともこの歪量子井戸層の成長面の面方位をピエゾ電界が最大となる方位と異なる方位、例えばGaN系半導体層がウルツ鉱型結晶構造を有する場合に歪量子井戸層の成長面の面方位を[0001]方向から1°以上の傾き(例えば、40°、90°、140°など)を有するように選ぶことが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法により製造される半導体発光素子を図39に示す。この方法によれば、図39に示すように、SiC、GaNなどの基板101上にAlNバッファ層(図示せず)を介してn型GaNコンタクト層102およびn型AlGaNクラッド層103を{0001}面方向に順次成長させ、このn型AlGaNクラッド層103の表面に選択成長あるいは選択エッチングにより{2−1−14}面や{01−12}面を形成し、その上にGaInN/GaNあるいはGaInN/GaInN多重量子井戸層104を成長させ、さらにその上にp型AlGaNクラッド層105およびp型GaNコンタクト層106を順次成長させる。この場合、多重量子井戸層104の成長面104a、104bが{2−1−14}面や{01−12}面となっている。p型AlGaNクラッド層105およびp型GaNコンタクト層106は多重量子井戸層104の面方位から{0001}面方位方向に結晶構造を変えて成長する。符号107はp側電極、108はn側電極を示す。
特開平11−112029号公報
As a method for suppressing the quantum quantum confined Stark effect in the active layer, when manufacturing a semiconductor light emitting device by growing a plurality of GaN-based semiconductor layers including a strained quantum well layer, at least the surface of the growth surface of the strained quantum well layer When the orientation is different from the orientation in which the piezoelectric field is maximum, for example, when the GaN-based semiconductor layer has a wurtzite crystal structure, the plane orientation of the growth surface of the strained quantum well layer is inclined by 1 ° or more from the [0001] direction ( For example, it has been proposed to select to have 40 °, 90 °, 140 °, etc. (see, for example, Patent Document 1). A semiconductor light emitting device manufactured by this method is shown in FIG. According to this method, as shown in FIG. 39, an n-type GaN contact layer 102 and an n-type AlGaN cladding layer 103 are {0001} on a substrate 101 made of SiC, GaN or the like via an AlN buffer layer (not shown). The surface is grown sequentially in the surface direction, and a {2-1-14} plane or a {01-12} plane is formed on the surface of the n-type AlGaN cladding layer 103 by selective growth or selective etching, and GaInN / GaN or GaInN is formed thereon. / GaInN multiple quantum well layer 104 is grown, and a p-type AlGaN cladding layer 105 and a p-type GaN contact layer 106 are sequentially grown thereon. In this case, the growth surfaces 104a and 104b of the multiple quantum well layer 104 are {2-1-14} planes or {01-12} planes. The p-type AlGaN cladding layer 105 and the p-type GaN contact layer 106 are grown by changing the crystal structure from the plane orientation of the multiple quantum well layer 104 to the {0001} plane orientation direction. Reference numeral 107 denotes a p-side electrode, and 108 denotes an n-side electrode.
JP-A-11-112029

図39に示す従来の半導体発光素子では、活性層である多重量子井戸層104のピエゾ電界を小さくすることができるが、{2−1−14}面や{01−12}面のファセットを斜面に出しながら多重量子井戸層104を制御性よく成長させることは実際には必ずしも容易ではなく、半導体発光素子を高い歩留まりで製造することは困難である。   In the conventional semiconductor light emitting device shown in FIG. 39, the piezoelectric field of the multiple quantum well layer 104 as an active layer can be reduced, but the facets of the {2-1-14} plane and the {01-12} plane are inclined. In practice, it is not always easy to grow the multiple quantum well layer 104 with good controllability, and it is difficult to manufacture a semiconductor light emitting device with a high yield.

そこで、この発明が解決しようとする課題は、基板上に成長させる半導体層の面方位や成長面ファセットを選択することができ、必要に応じて半導体層のピエゾ電界を抑えたり結晶品質を高くしたりすることができる半導体層の成長方法を提供することである。
この発明が解決しようとする他の課題は、発光素子構造を形成する半導体層の成長に上記の半導体層の成長方法を用いることにより、発光素子構造を形成する半導体層の結晶品質を高くしたり、活性層における量子閉じ込めシュタルク効果を抑制したりすることができ、しかも製造が容易な半導体発光素子およびその製造方法を提供することである。
この発明が解決しようとする他の課題は、上記のような優れた半導体発光素子を用いた高性能の電子機器を提供することである。
Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the plane orientation and growth facet of the semiconductor layer grown on the substrate can be selected, and the piezoelectric field of the semiconductor layer can be suppressed or the crystal quality can be increased as necessary. It is an object of the present invention to provide a method for growing a semiconductor layer.
Another problem to be solved by the present invention is to increase the crystal quality of the semiconductor layer forming the light emitting device structure by using the above-described growth method of the semiconductor layer for growing the semiconductor layer forming the light emitting device structure. An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device that can suppress the quantum confined Stark effect in the active layer and that can be easily manufactured, and a method for manufacturing the same.
Another problem to be solved by the present invention is to provide a high-performance electronic device using the above excellent semiconductor light emitting element.

上記課題を解決するために、第1の発明は、
六方晶系の結晶構造を有する物質からなる基板の(1−100)面上に、六方晶系の結晶構造を有する半導体からなり、(11−22)面方位または(10−13)面方位を有する半導体層を成長させるようにした
ことを特徴とする半導体層の成長方法である。
第1の発明においては、典型的には、半導体層は(11−20)面ファセット、(0001)面ファセットおよび(11−22}面ファセット、あるいは、(1−100)面ファセット、(0001)面ファセットおよび(10−13}面ファセットを出しながら成長させることができる。
In order to solve the above problems, the first invention
The (1-100) plane of the substrate made of a substance having a hexagonal crystal structure is made of a semiconductor having a hexagonal crystal structure and has a (11-22) or (10-13) plane orientation. A semiconductor layer growth method characterized in that a semiconductor layer is grown.
In the first invention, typically, the semiconductor layer has a (11-20) facet, a (0001) facet and a (11-22} facet, or a (1-100) facet, (0001). It can be grown out with faceted and (10-13) faceted facets.

半導体層を構成する六方晶系の結晶構造を有する半導体は典型的にはウルツ鉱構造を有する。このウルツ鉱構造を有する半導体は、具体的には窒化物系III−V族化合物半導体、酸化物半導体、α−ZnSなどであるが、これに限定されるものではない。窒化物系III−V族化合物半導体は、一般的には、AlX y Ga1-x-y-z Inz Asu 1-u-v v (ただし、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、0≦u≦1、0≦v≦1、0≦x+y+z<1、0≦u+v<1)からなり、より具体的には、AlX y Ga1-x-y-z Inz N(ただし、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、0≦x+y+z<1)からなり、典型的には、AlX Ga1-x-z Inz N(ただし、0≦x≦1、0≦z≦1)からなり、具体例を挙げると、GaN、InN、AlN、AlGaN、InGaN、AlGaInNなどからなる。この窒化物系III−V族化合物半導体は、例えばGaNにBやCrなどを含ませると転位の屈曲を促進する効果があるので、BGaN、GaNにBをドープしたGaN:B、GaNにCrをドープしたGaN:Crなどからなるものであってもよい。この窒化物系III−V族化合物半導体としては、好適には、GaN、InX Ga1-x N(0<x<0.5)、AlX Ga1-x N(0<x<0.5)、AlX Iny Ga1-x-y N(0<x<0.5、0<y<0.2)などからなるものが用いられる。また、基板上に最初に成長させるいわゆる低温バッファ層としてはGaNバッファ層、AlNバッファ層、AlGaNバッファ層などが一般的に用いられるが、これらにCrをドープしたものやCrNバッファ層などを用いてもよい。酸化物半導体は、例えば、酸化チタン(IV)(TiO2 )、酸化バナジウム(V)(V2 5 )、酸化クロム(III)(Cr2 3 )、酸化マンガン(II)(MnO)、酸化鉄(III)(Fe2 3 )、四酸化三コバルト(II)(Co3 4 )、酸化ニッケル(II)(NiO)、酸化銅(I)(Cu2 O)、酸化亜鉛(II)(ZnO)、酸化スズ(IV)(SnO2 )、酸化ガリウム(III)(Ga2 3 )、酸化インジウム(III)(In2 3 )、酸化ビスマス(III)(Bi2 3 )、酸化ストロンチウム(II)(SrO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3 )、チタン酸バリウム(BaTiO3 )、酸化イットリウム(Y2 3 )などに加えて、オキシカルコゲナイドLnCuOCh(Ln=La、Ce、Nd、Pr、Ch=S、Se、Te)、例えばCuAlO、SrCu2 2 などであるが、これに限定されるものではない。 A semiconductor having a hexagonal crystal structure constituting the semiconductor layer typically has a wurtzite structure. Specific examples of the semiconductor having the wurtzite structure include nitride-based III-V group compound semiconductors, oxide semiconductors, and α-ZnS, but are not limited thereto. Nitride III-V compound semiconductor is generally, Al X B y Ga 1- xyz In z As u N 1-uv P v ( however, 0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ z ≦ 1,0 ≦ u ≦ 1,0 ≦ v ≦ 1,0 ≦ x + y + z <1,0 ≦ u + v consists <1), more specifically, Al X B y Ga 1- xyz in z N ( However, it is composed of 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, 0 ≦ x + y + z <1), and typically, Al x Ga 1-xz In z N (where 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1), and specific examples include GaN, InN, AlN, AlGaN, InGaN, and AlGaInN. This nitride-based III-V compound semiconductor has an effect of promoting the bending of dislocations when, for example, B or Cr is contained in GaN. Therefore, BGaN, GaN doped with B in GaN: B, Cr in GaN It may be made of doped GaN: Cr or the like. As this nitride-based III-V group compound semiconductor, preferably, GaN, In x Ga 1-x N (0 <x <0.5), Al x Ga 1-x N (0 <x <0. 5), Al x In y Ga 1-xy N (0 <x <0.5, 0 <y <0.2) or the like is used. In addition, as a so-called low-temperature buffer layer that is first grown on the substrate, a GaN buffer layer, an AlN buffer layer, an AlGaN buffer layer, etc. are generally used, and those doped with Cr or a CrN buffer layer are used. Also good. Examples of the oxide semiconductor include titanium (IV) oxide (TiO 2 ), vanadium oxide (V) (V 2 O 5 ), chromium oxide (III) (Cr 2 O 3 ), manganese oxide (II) (MnO), Iron oxide (III) (Fe 2 O 3 ), tricobalt tetroxide (II) (Co 3 O 4 ), nickel oxide (II) (NiO), copper (I) oxide (Cu 2 O), zinc oxide (II ) (ZnO), tin oxide (IV) (SnO 2 ), gallium oxide (III) (Ga 2 O 3 ), indium oxide (III) (In 2 O 3 ), bismuth oxide (III) (Bi 2 O 3 ) In addition to strontium (II) oxide (SrO), strontium titanate (SrTiO 3 ), barium titanate (BaTiO 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), etc., oxychalcogenide LnCuOCh (Ln = La, Ce, Nd Pr, Ch = S, Se, Te), for example Examples thereof include CuAlO and SrCu 2 O 2 , but are not limited thereto.

半導体層の成長方法としては、例えば、有機金属化学気相成長(MOCVD)、ハイドライド気相エピタキシャル成長あるいはハライド気相エピタキシャル成長(HVPE)、分子線エピタキシー(MBE)などの各種のエピタキシャル成長法を用いることができ、必要に応じて選択される。
六方晶系の結晶構造を有する物質からなる基板としては、例えば、サファイア、SiC(6H、4Hを含む)、α−ZnS、ZnOなどからなる基板を用いることができる。基板としては、窒化物系III−V族化合物半導体(GaN、AlGaInN、AlN、GaInNなど)からなる基板を用いてもよい。あるいは、基板として、六方晶系の結晶構造を有する物質と異なる物質からなる基板上に六方晶系の結晶構造を有する物質を成長させたものを用いてもよい。
As the growth method of the semiconductor layer, various epitaxial growth methods such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), hydride vapor phase epitaxial growth, halide vapor phase epitaxial growth (HVPE), molecular beam epitaxy (MBE) can be used. , Selected as needed.
As the substrate made of a substance having a hexagonal crystal structure, for example, a substrate made of sapphire, SiC (including 6H, 4H), α-ZnS, ZnO, or the like can be used. As the substrate, a substrate made of a nitride III-V group compound semiconductor (GaN, AlGaInN, AlN, GaInN, etc.) may be used. Alternatively, a substrate obtained by growing a substance having a hexagonal crystal structure on a substrate made of a substance different from the substance having a hexagonal crystal structure may be used.

基板としては、一主面が(1−100)面からなるものや、一主面に少なくとも一つ、典型的には複数の凹部(溝)を有し、この凹部の一つの側面が(1−100)面からなるものなどを用いることができる。
一主面が(1−100)面からなる基板を用いる場合、この基板上にこの基板と異なる材料またはこの基板と同一の材料からなる複数の凸部を設けるのが好ましい。この場合、この基板の凸部と凸部との間の凹部の底面から半導体層の成長が開始する。典型的には、基板の主面に凸部と凹部とを交互に周期的に形成する。この場合、凸部および凹部の周期は、例えば3〜5μmであるが、これに限定されるものではない。また、凸部の底辺の長さと凹部の底辺の長さとの比は、例えば0.5〜3であるが、これに限定されるものではない。基板の主面から見たこの凸部の高さは、好適には0.3μm以上、より好適には1μm以上であるが、これに限定されるものではない。この凸部は、好適には基板の主面に対して傾斜した側面(例えば、基板の一主面と接する側面)を有し、この側面と基板の主面とのなす角度をθとすると、光の取り出し効率の向上を図る観点より、例えば、好適には120°<θ<150°であり、最も好適には約140°であるが、これに限定されるものではない。この凸部の断面形状は、種々の形状であってよく、その側面も平面だけでなく曲面であってもよいが、例えば、n角形(ただし、nは3以上の整数)、具体的には三角形、四角形、五角形、六角形など、あるいはこれらの角部を切除したものや角が丸まっているもの、円形、楕円形などであり、これらの中でも基板の一主面から見て最も高い位置に頂点を一つ持つものが望ましく、特に三角形あるいはその頂部を切除したものや頂部が丸まっているものが最も望ましい。凹部の断面形状も種々の形状であってよいが、例えば、n角形(ただし、nは3以上の整数)、具体的には三角形、四角形、五角形、六角形など、あるいはこれらの角部を切除したものや角が丸まっているものや、円形、楕円形などである。光の取り出し効率の向上を図る観点より、好適には、この凹部の断面形状は逆台形状とする。ここで、逆台形状とは、正確な逆台形だけでなく、近似的に逆台形とみなすことができるものも含むことを意味する(以下同様)。凸部の高さ(凹部の深さ)dは、大きすぎると原料ガスが凹部の内部に十分に供給されず、凹部の底面からの半導体層の成長に支障を来し、逆に小さすぎると基板の凹部だけでなく、その両側の凸部にも半導体層が成長してしまうため、これらを防止する観点より、一般的には0.5μm<d<5μmの範囲内に選ばれ、典型的には1.0±0.2μmの範囲内に選ばれるが、これに限定されるものではない。凹部の幅Wg は、一般的には0.5〜5μmであり、典型的には2±0.5μmの範囲内に選ばれるが、これに限定されるものではない。凸部の断面形状が台形状の場合、凸部の幅Wt は一般的には1〜1000μm、典型的には4±2μmの範囲内であるが、これに限定されるものではない。
As the substrate, one main surface is composed of (1-100) surfaces, or at least one, and typically a plurality of recesses (grooves) on one main surface, and one side surface of this recess is (1 A material having a −100) plane can be used.
In the case of using a substrate having one (1-100) principal surface, it is preferable to provide a plurality of protrusions made of a material different from this substrate or the same material as this substrate on this substrate. In this case, the growth of the semiconductor layer starts from the bottom surface of the concave portion between the convex portions of the substrate. Typically, convex portions and concave portions are alternately and periodically formed on the main surface of the substrate. In this case, although the period of a convex part and a recessed part is 3-5 micrometers, for example, it is not limited to this. Moreover, although the ratio of the length of the base of a convex part and the length of the base of a recessed part is 0.5-3, for example, it is not limited to this. The height of the convex portion as viewed from the main surface of the substrate is preferably 0.3 μm or more, more preferably 1 μm or more, but is not limited thereto. The convex portion preferably has a side surface inclined with respect to the main surface of the substrate (for example, a side surface in contact with one main surface of the substrate), and an angle between the side surface and the main surface of the substrate is θ, From the viewpoint of improving the light extraction efficiency, for example, 120 ° <θ <150 ° is preferable, and about 140 ° is most preferable, but is not limited thereto. The cross-sectional shape of the convex portion may be various shapes, and the side surface may be a curved surface as well as a flat surface. For example, an n-gon (where n is an integer of 3 or more), specifically Triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal, etc., or those with their corners cut off, rounded corners, circular, elliptical, etc. Those having one apex are desirable, and in particular, a triangle or a shape obtained by cutting off the apex or rounded apex is most desirable. Although the cross-sectional shape of the recess may be various shapes, for example, an n-gon (where n is an integer of 3 or more), specifically, a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, or the like, or these corners are cut off. Or rounded, oval, etc. From the viewpoint of improving the light extraction efficiency, preferably, the cross-sectional shape of the recess is an inverted trapezoid. Here, the inverted trapezoidal shape means not only an accurate inverted trapezoid but also includes an object that can be approximately regarded as an inverted trapezoid (the same applies hereinafter). If the height d of the convex portion (depth of the concave portion) is too large, the source gas is not sufficiently supplied to the inside of the concave portion, which hinders the growth of the semiconductor layer from the bottom surface of the concave portion. Since the semiconductor layer grows not only on the concave portion of the substrate but also on the convex portions on both sides thereof, it is generally selected within the range of 0.5 μm <d <5 μm from the viewpoint of preventing these, Is selected within the range of 1.0 ± 0.2 μm, but is not limited thereto. The width W g of the recess is generally 0.5 to 5 μm and is typically selected within the range of 2 ± 0.5 μm, but is not limited thereto. When the cross-sectional shape of the convex portion is trapezoidal, the width W t of the convex portion is generally in the range of 1 to 1000 μm, typically 4 ± 2 μm, but is not limited thereto.

凸部または凹部は、例えば、基板上の一方向にストライプ状に延在するようにしてもよいし、少なくとも互いに交差する第1の方向および第2の方向にストライプ状に延在するようにすることにより凸部がn角形(ただし、nは3以上の整数)、具体的には三角形、四角形、五角形、六角形など、あるいはこれらの角部を切除したものや角が丸まっているもの、円形、楕円形、点状などの二次元パターンとなるようにしてもよい。好適な一つの例では、凸部が六角形の平面形状を有し、この凸部が蜂の巣状に二次元配列しており、この凸部を囲むように凹部が形成される。こうすることで、活性層から放出される光を360°の全方向に効率よく取り出すことができる。あるいは、凹部が六角形の平面形状を有し、この凹部が蜂の巣状に二次元配列しており、この凹部を囲むように凸部が形成されるようにしてもよい。凸部は、例えば、n角錐(ただし、nは3以上の整数)、具体的には三角錐、四角錐、五角錐、六角錐など、あるいはこれらの角部を切除したものや角が丸まったもの、円錐、楕円錐などである。   For example, the convex portion or the concave portion may extend in a stripe shape in one direction on the substrate, or may extend in a stripe shape in at least a first direction and a second direction intersecting each other. As a result, the convex portion is an n-gon (where n is an integer of 3 or more), specifically, a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, or the like, or those with the corners cut off, rounded, or circular Alternatively, it may be a two-dimensional pattern such as an ellipse or a dot. In a preferred example, the convex portions have a hexagonal planar shape, the convex portions are two-dimensionally arranged in a honeycomb shape, and concave portions are formed so as to surround the convex portions. By doing so, light emitted from the active layer can be efficiently extracted in all directions of 360 °. Alternatively, the recess may have a hexagonal planar shape, the recesses may be two-dimensionally arranged in a honeycomb shape, and a protrusion may be formed so as to surround the recess. The convex portion is, for example, an n-pyramid (where n is an integer of 3 or more), specifically, a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, a pentagonal pyramid, a hexagonal pyramid, etc., or a cut or rounded corner. Things, cones, elliptical cones, etc.

凸部の材料は、各種のものであってよく、導電性の有無も問わないが、例えば、酸化物や窒化物や炭化物などの誘電体、金属や合金などの導電体(透明導電体を含む)などである。酸化物としては、例えば、酸化シリコン(SiOx )、酸化チタン(TiOx )、酸化タンタル(TaOx )などの各種のものを用いることができ、これらの二種類以上を混合して、または積層膜の形で用いることもできる。窒化物としては、例えば、窒化シリコン(SiNx (Si3 4 を含む))、SiON、CrN、CrNOなどを用いることができ、これらの二種類以上を混合して、または積層膜の形で用いることもできる。炭化物としては、SiC、HfC、ZrC、WC、TiC、CrCなどを用いることができ、これらの二種類以上を混合して、または積層膜の形で用いることもできる。金属または合金としては、B、Al、Ga、In、W、Ni、Co、Pd、Pt、Ag、AgNi、AgPd、AuNi、AuPdなどを用いることができ、これらの二種類以上を混合して、または積層膜の形で用いることもできる。透明導電体としては、ITO(インジウム−スズ複合酸化物)、IZO(インジウム−亜鉛複合酸化物)、ZO(酸化亜鉛)、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)、酸化スズなどを用いることができ、これらの二種類以上を混合して、または積層膜の形で用いることもできる。さらに、以上の各種の材料を二種類以上混合して、または積層膜の形で用いることもできる。金属などにより凸部を形成し、この凸部の少なくとも表面を窒化処理、酸化処理あるいは炭化処理することにより窒化物、酸化物あるいは炭化物を形成するようにしてもよい。 The material of the convex part may be various, and may or may not be conductive. For example, a dielectric such as an oxide, nitride or carbide, a conductor such as a metal or alloy (including a transparent conductor) ) Etc. As the oxide, for example, various oxides such as silicon oxide (SiO x ), titanium oxide (TiO x ), and tantalum oxide (TaO x ) can be used, and two or more of these can be mixed or laminated. It can also be used in the form of a membrane. As the nitride, for example, silicon nitride (SiN x (including Si 3 N 4 )), SiON, CrN, CrNO or the like can be used, and a mixture of two or more of these or in the form of a laminated film It can also be used. As the carbide, SiC, HfC, ZrC, WC, TiC, CrC, or the like can be used, and two or more of these can be mixed or used in the form of a laminated film. As the metal or alloy, B, Al, Ga, In, W, Ni, Co, Pd, Pt, Ag, AgNi, AgPd, AuNi, AuPd, and the like can be used. Alternatively, it can be used in the form of a laminated film. As the transparent conductor, ITO (indium-tin composite oxide), IZO (indium-zinc composite oxide), ZO (zinc oxide), FTO (fluorine-doped tin oxide), tin oxide, and the like can be used. Two or more of these may be mixed or used in the form of a laminated film. Further, two or more of the various materials described above can be mixed or used in the form of a laminated film. A convex portion may be formed of metal or the like, and nitride, oxide, or carbide may be formed by nitriding, oxidizing, or carbonizing at least the surface of the convex portion.

第2の発明は、
六方晶系の結晶構造を有する物質からなる基板の(1−102)面上に、六方晶系の結晶構造を有する半導体からなり、(11−20)面方位を有する半導体層を(11−22)面ファセット、(0001)面ファセット、(000−1)面ファセット、(33−62)面ファセットおよび(1−100)面ファセットからなる群より選ばれた少なくとも一つのファセットを出しながら成長させるようにした
ことを特徴とする半導体層の成長方法である。
第2の発明においては、例えば、半導体層を(11−22}面ファセット、(0001)面ファセットおよび(000−1)面ファセットを出しながら、あるいは、(11−20)面ファセット、(1−100)面ファセットおよび(33−62)面ファセットを出しながら、あるいは、(1−100)面ファセットを出しながら、あるいは、(1−100)面ファセットおよび(11−20)面ファセットを出しながら成長させる。
第2の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1の発明に関連して説明したことが成立する。
The second invention is
A semiconductor layer made of a semiconductor having a hexagonal crystal structure and having a (11-20) plane orientation is formed on the (1-102) plane of a substrate made of a substance having a hexagonal crystal structure (11-22). And at least one facet selected from the group consisting of (1) facet, (0001) facet, (000-1) facet, (33-62) facet and (1-100) facet. This is a method for growing a semiconductor layer.
In the second invention, for example, the (11-22) plane facet, the (0001) plane facet and the (000-1) plane facet are provided as the semiconductor layer, or the (11-20) plane facet, (1- Growing with 100) facet and (33-62) facet, or with (1-100) facet, or with (1-100) and (11-20) facet Let
In the second invention, what has been described in relation to the first invention is valid as far as it is not contrary to the nature thereof.

第3の発明は、
六方晶系の結晶構造を有する物質からなる基板の(1−100)面上に、六方晶系の結晶構造を有する半導体からなり、(11−22)面方位または(10−13)面方位を有する半導体層を成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法である。
この半導体発光素子を構成する半導体層は、n型層、活性層およびp型層を含む。典型的には、活性層を含む半導体層の全てが六方晶系の結晶構造を有する半導体からなる。この半導体発光素子は、発光ダイオードや半導体レーザである。
基板は、最終的な半導体発光素子にそのまま残してもよいし、除去してもよい。
第3の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1の発明に関連して説明したことが成立する。
The third invention is
The (1-100) plane of the substrate made of a substance having a hexagonal crystal structure is made of a semiconductor having a hexagonal crystal structure and has a (11-22) or (10-13) plane orientation. A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, characterized by growing a semiconductor layer having the semiconductor layer.
The semiconductor layer constituting this semiconductor light emitting element includes an n-type layer, an active layer, and a p-type layer. Typically, all of the semiconductor layers including the active layer are made of a semiconductor having a hexagonal crystal structure. The semiconductor light emitting element is a light emitting diode or a semiconductor laser.
The substrate may be left as it is in the final semiconductor light emitting device or may be removed.
In the third aspect of the invention, what has been described in relation to the first aspect of the invention other than the above is valid as long as it is not contrary to the nature thereof.

第4の発明は、
六方晶系の結晶構造を有する物質からなる基板の(1−102)面上に、六方晶系の結晶構造を有する半導体からなり、(11−20)面方位を有する半導体層を(11−22)面ファセット、(0001)面ファセット、(000−1)面ファセット、(33−62)面ファセットおよび(1−100)面ファセットからなる群より選ばれた少なくとも一つのファセットを出しながら成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法である。
第4の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1〜よび第3の発明に関連して説明したことが成立する。
The fourth invention is:
A semiconductor layer made of a semiconductor having a hexagonal crystal structure and having a (11-20) plane orientation is formed on the (1-102) plane of a substrate made of a substance having a hexagonal crystal structure (11-22). And at least one facet selected from the group consisting of (1) facet, (0001) facet, (000-1) facet, (33-62) facet and (1-100) facet. A method of manufacturing a semiconductor light-emitting device characterized by the above.
In the fourth invention, the matters other than those described above are explained in relation to the first to third inventions unless they are contrary to the nature thereof.

第5の発明は、
六方晶系の結晶構造を有する物質からなる基板の(1−100)面上に、六方晶系の結晶構造を有する半導体からなり、(11−22)面方位または(10−13)面方位を有する半導体層を有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
The fifth invention is:
The (1-100) plane of the substrate made of a substance having a hexagonal crystal structure is made of a semiconductor having a hexagonal crystal structure and has a (11-22) or (10-13) plane orientation. It is a semiconductor light emitting element characterized by having a semiconductor layer.

第6の発明は、
六方晶系の結晶構造を有する半導体からなり、(11−22)面方位または(10−13)面方位を有する半導体層を有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
The sixth invention is:
A semiconductor light emitting device comprising a semiconductor having a hexagonal crystal structure and having a semiconductor layer having a (11-22) plane orientation or a (10-13) plane orientation.

第7の発明は、
一つまたは複数の半導体発光素子を有する電子機器において、
少なくとも一つの上記半導体発光素子が、
六方晶系の結晶構造を有する物質からなる基板の(1−100)面上に、六方晶系の結晶構造を有する半導体からなり、(11−22)面方位または(10−13}面方位を有する半導体層を有するものである
ことを特徴とするものである。
The seventh invention
In an electronic device having one or more semiconductor light emitting elements,
At least one of the semiconductor light emitting elements is
On the (1-100) plane of the substrate made of a substance having a hexagonal crystal structure, it is made of a semiconductor having a hexagonal crystal structure and has a (11-22) plane orientation or a (10-13} plane orientation. It has the semiconductor layer which has, It is characterized by the above-mentioned.

第8の発明は、
一つまたは複数の半導体発光素子を有する電子機器において、
少なくとも一つの上記半導体発光素子が、
六方晶系の結晶構造を有する半導体からなり、(11−22)面方位または(10−13)面方位を有する半導体層を有するものである
ことを特徴とするものである。
第5〜第8の発明においては、その性質に反しない限り、第1および第3の発明に関連して説明したことが成立する。
The eighth invention
In an electronic device having one or more semiconductor light emitting elements,
At least one of the semiconductor light emitting elements is
It is composed of a semiconductor having a hexagonal crystal structure, and has a semiconductor layer having a (11-22) plane orientation or a (10-13) plane orientation.
In the fifth to eighth aspects of the invention, what has been described in relation to the first and third aspects of the invention is valid as long as it is not contrary to the nature thereof.

電子機器は、例えば、発光ダイオードバックライト(液晶ディスプレイのバックライトなど)、発光ダイオード照明装置、発光ダイオードディスプレイなど、さらには発光ダイオードを光源とするプロジェクタあるいはリアプロジェクションテレビ、グレーティングライトバルブ(GLV)などを含むが、一般的には、表示、照明、光通信、光伝送やその他の目的で少なくとも一つの半導体発光素子を有するものであれば、基本的にはどのようなものであってもよく、携帯型のものと据え置き型のものとの双方を含むが、上記以外の具体例を挙げると、携帯電話、モバイル機器、ロボット、パーソナルコンピュータ、車載機器、各種家庭電気製品、発光ダイオード光通信装置、発光ダイオード光伝送装置、電子鍵などのポータブルセキュリティー機器などである。電子機器にはまた、遠赤外波長帯域、赤外波長帯域、赤色波長帯域、黄色波長帯域、緑色波長帯域、青色波長帯域、紫色波長帯域、紫外波長帯域などのうちの互いに異なる波長帯域の光を放出する二種類以上の半導体発光素子を組み合わせたものも含まれる。特に、発光ダイオード照明装置では、赤色波長帯域、黄色波長帯域、緑色波長帯域、青色波長帯域、紫色波長帯域などのうちの互いに異なる波長帯域の可視光を放出する二種類以上の発光ダイオードを組み合わせ、これらの発光ダイオードから放出される二種類以上の光を混合して自然光あるいは白色光を得ることができる。また、青色波長帯域、紫色波長帯域、紫外波長帯域などのうちの少なくとも一つの波長帯域の光を放出する半導体発光素子を光源として用い、この半導体発光素子から放出される光を蛍光体に照射して励起することにより得られる光を混合して自然光あるいは白色光を得ることができる。また、これらの互いに異なる波長帯域の可視光を放出する発光ダイオードを例えば、セル単位、カルテット単位、クラスター単位などの集合単位(厳密には、これらの単位に1単位に含まれる発光ダイオードの数は定義されておらず、同一波長または異なる波長の光を放出する複数の発光ダイオードで同一集団を複数形成し、これらを配線基板、配線パッケージ、配線筐体壁などに搭載する場合の1集合単位名称。)にまとめ、具体的には、例えば、三つの発光ダイオード(例えば、赤色発光の発光ダイオードを一つ、緑色発光の発光ダイオードを一つ、青色発光の発光ダイオードを一つ)からなる単位、または四つの発光ダイオード(例えば、赤色発光の発光ダイオードを一つ、緑色発光の発光ダイオードを二つ、青色発光の発光ダイオードを一つ)からなる単位、または五つ以上の発光ダイオードからなる単位などにまとめ、各単位を基板上または板上、あるいは筐体板上に二次元アレイ状や一列または複数列に搭載するようにしてもよい。   Electronic devices include, for example, light emitting diode backlights (such as liquid crystal display backlights), light emitting diode illumination devices, light emitting diode displays, and projectors or rear projection televisions that use light emitting diodes as light sources, grating light bulbs (GLV), and the like. In general, as long as it has at least one semiconductor light-emitting element for display, illumination, optical communication, optical transmission and other purposes, basically, it may be anything, Including both portable and stationary types, but specific examples other than the above, mobile phones, mobile devices, robots, personal computers, in-vehicle devices, various home appliances, light-emitting diode optical communication devices, Portable security such as light-emitting diode optical transmission device and electronic key Over the equipment, and the like. Electronic devices also include light in different wavelength bands, such as far-infrared wavelength band, infrared wavelength band, red wavelength band, yellow wavelength band, green wavelength band, blue wavelength band, purple wavelength band, and ultraviolet wavelength band. A combination of two or more types of semiconductor light emitting devices that emit light is also included. In particular, in a light emitting diode lighting device, a combination of two or more types of light emitting diodes that emit visible light in different wavelength bands among a red wavelength band, a yellow wavelength band, a green wavelength band, a blue wavelength band, a purple wavelength band, and the like, Two or more types of light emitted from these light emitting diodes can be mixed to obtain natural light or white light. In addition, a semiconductor light-emitting element that emits light in at least one of the blue wavelength band, the violet wavelength band, and the ultraviolet wavelength band is used as a light source, and the phosphor is irradiated with light emitted from the semiconductor light-emitting element. Natural light or white light can be obtained by mixing the light obtained by excitation. In addition, these light emitting diodes that emit visible light in different wavelength bands are, for example, cell units, quartet units, cluster units, and other collective units (strictly speaking, the number of light emitting diodes included in one unit of these units is A single unit name when a plurality of light emitting diodes that are not defined and emit light of the same wavelength or different wavelengths are formed in the same group and are mounted on a wiring board, wiring package, wiring housing wall, etc. In particular, for example, a unit composed of three light emitting diodes (for example, one red light emitting diode, one green light emitting diode, and one blue light emitting diode), Or four light emitting diodes (for example, one red light emitting diode, two green light emitting diodes, and blue light emitting diode). 1 unit), or units consisting of five or more light-emitting diodes, etc., and each unit is mounted on a substrate or plate, or on a housing plate in a two-dimensional array or in one or more rows. It may be.

例えば、赤色発光の半導体発光素子、緑色発光の半導体発光素子および青色発光の半導体発光素子をそれぞれ複数個、基板などの上に配列するバックライト、照明装置、ディスプレイ、光源セルユニットなどにおいては、赤色発光の半導体発光素子、緑色発光の半導体発光素子および青色発光の半導体発光素子のうちの少なくとも一つの半導体発光素子として第5または第6の発明による半導体発光素子を用いることができる。赤色発光の半導体発光素子としては、例えば、AlGaInP系半導体を用いたものを用いることもできる。
また、第3〜第6の発明による半導体発光素子あるいはその製造方法は、より一般的には、半導体素子全般に適用することも可能である。この半導体素子には、一般的な発光ダイオード、サブバンド間遷移発光型(量子カスケード型)発光ダイオード、通常の半導体レーザ、サブバンド間遷移発光型(量子カスケード型)半導体レーザのような発光素子のほか、フォトダイオードなどの受光素子あるいはセンサ、太陽電池、さらには高電子移動度トランジスタなどの電界効果トランジスタ(FET)やヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)などのバイポーラトランジスタのようなトランジスタに代表される電子走行素子が含まれる。
For example, in a backlight, lighting device, display, light source cell unit, etc., in which a plurality of red light emitting semiconductor light emitting elements, green light emitting semiconductor light emitting elements, and blue light emitting semiconductor light emitting elements are arranged on a substrate, etc. The semiconductor light emitting device according to the fifth or sixth invention can be used as at least one of the light emitting semiconductor light emitting device, the green light emitting semiconductor light emitting device, and the blue light emitting semiconductor light emitting device. As the semiconductor light emitting element emitting red light, for example, an element using an AlGaInP-based semiconductor can be used.
In addition, the semiconductor light emitting device or the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the third to sixth inventions can be generally applied to all semiconductor devices. This semiconductor element includes a light emitting element such as a general light emitting diode, an intersubband transition emission type (quantum cascade type) light emitting diode, an ordinary semiconductor laser, and an intersubband transition emission type (quantum cascade type) semiconductor laser. In addition, electrons represented by transistors such as photodiodes and other light receiving elements or sensors, solar cells, and field effect transistors (FET) such as high electron mobility transistors and bipolar transistors such as heterojunction bipolar transistors (HBT). A running element is included.

上述のように構成されたこの発明においては、基板として(1−100)面を有するものを用いた場合には、半導体層を(11−22)面方位または(10−13)面方位で成長させることができ、基板として(1−102)面を有するものを用いた場合には、半導体層を(11−20)面方位で成長させ、しかも(11−22)面ファセット、(0001)面ファセット、(000−1)面ファセット、(33−62)面ファセットおよび(1−100)面ファセットからなる群より選ばれた少なくとも一つのファセットを出しながら成長させることができる。このように半導体層の面方位や成長面ファセットを選択することができることにより、必要に応じて、半導体層に発生するピエゾ電界を抑えたり、結晶品質を高くしたりすることができる。また、この半導体層は成長条件の設定により容易に成長させることができる。   In the present invention configured as described above, when a substrate having a (1-100) plane is used, the semiconductor layer is grown in the (11-22) plane orientation or (10-13) plane orientation. In the case where a substrate having a (1-102) plane is used, the semiconductor layer is grown in the (11-20) plane orientation, and the (11-22) plane facet, (0001) plane is used. It is possible to grow while emitting at least one facet selected from the group consisting of a facet, a (000-1) facet, a (33-62) facet, and a (1-100) facet. Since the plane orientation and the growth plane facet of the semiconductor layer can be selected in this way, the piezoelectric field generated in the semiconductor layer can be suppressed or the crystal quality can be increased as necessary. The semiconductor layer can be easily grown by setting growth conditions.

この発明によれば、基板上に成長させる半導体層の面方位や成長面ファセットを選択することができ、必要に応じて半導体層のピエゾ電界を抑えたり結晶品質を高くしたりすることができる。そして、発光素子構造を形成する半導体層の成長にこの半導体層の成長方法を用いることにより、発光素子構造を形成する半導体層の結晶品質を高くしたり、活性層における量子閉じ込めシュタルク効果を抑制したりすることができる。しかも、この半導体発光素子は特許文献1に記載のものに比べて製造が容易である。そして、この高性能の半導体発光素子を用いて高性能のバックライト、照明装置、ディスプレイなどの各種の電子機器を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to select the plane orientation and growth facet of the semiconductor layer grown on the substrate, and it is possible to suppress the piezoelectric field of the semiconductor layer and increase the crystal quality as necessary. Then, by using this semiconductor layer growth method for the growth of the semiconductor layer forming the light emitting element structure, the crystal quality of the semiconductor layer forming the light emitting element structure is improved, or the quantum confined Stark effect in the active layer is suppressed. Can be. Moreover, the semiconductor light emitting device is easier to manufacture than the one described in Patent Document 1. And various electronic devices, such as a high performance backlight, an illuminating device, a display, are realizable using this high performance semiconductor light emitting element.

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
図1はこの発明の第1の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の基本的な成長方法を示す。
図1に示すように、この第1の実施形態においては、主面が(1−100)面(M面)からなるサファイア基板11上に(11−22)面方位の窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。サファイア基板11上には、あらかじめSiO2 やSiNなどからなる凸部13を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成しておく。サファイア基板11および窒化物系III−V族化合物半導体層12の結晶方位を図1中に示す。窒化物系III−V族化合物半導体層12の成長方法としては、例えばMOCVD法を用いる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings of the embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
FIG. 1 shows a basic growth method of a nitride III-V compound semiconductor layer according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, a nitride-based III-V having a (11-22) plane orientation on a sapphire substrate 11 whose main surface is a (1-100) plane (M plane). The group compound semiconductor layer 12 is grown. On the sapphire substrate 11, convex portions 13 made of SiO 2 , SiN, or the like are formed in a stripe shape extending in one direction, for example. The crystal orientations of the sapphire substrate 11 and the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 are shown in FIG. As a method for growing the nitride III-V compound semiconductor layer 12, for example, MOCVD is used.

図2は窒化物系III−V族化合物半導体層12の初期成長の様子を示す。この窒化物系III−V族化合物半導体層12は(11−20)面(A面)ファセット、(0001)面(C面)ファセットおよび(11−22)面ファセットを出しながら成長させることができる。この場合、この窒化物系III−V族化合物半導体層12はC軸方向の成長が制限される。   FIG. 2 shows the initial growth of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12. The nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 can be grown while providing (11-20) plane (A plane) facets, (0001) plane (C plane) facets, and (11-22) plane facets. . In this case, the growth of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is restricted in the C-axis direction.

この窒化物系III−V族化合物半導体層12の成長条件は、例えば次の通りである。成長速度は0.5〜8μm/時間、III族元素の原料(例えば、トリメチルガリウム((CH3 3 Ga、TMG)、トリメチルインジウム((CH3 3 In、TMI)など)の流量は10〜90sccm、窒素原料(例えば、NH3 )の流量は5〜30slm、成長温度は950〜1250℃、成長原料のV/III比は1000〜15000、成長圧力は0.01〜1気圧である。 The growth conditions of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 are, for example, as follows. The growth rate is 0.5 to 8 μm / hour, and the flow rate of group III element materials (for example, trimethylgallium ((CH 3 ) 3 Ga, TMG), trimethylindium ((CH 3 ) 3 In, TMI), etc.) is 10 ˜90 sccm, the flow rate of nitrogen source (for example, NH 3 ) is 5-30 slm, the growth temperature is 950-1250 ° C., the V / III ratio of the growth source is 1000-15000, and the growth pressure is 0.01-1 atm.

図3はサファイア基板11上に窒化物系III−V族化合物半導体層12としてGaN層をMOCVD法により成長させた試料の断面透過型電子顕微鏡写真を示す。このGaN層は図2に示す状態を経て、連続膜となるまで成長させたものである。このGaN層が図2に示す形状に成長した試料のX線回折測定を行った。図4AおよびBにそれぞれこのGaN層の(11−20)面(A面)による回折ピークおよび(11−22)面による回折ピークを示す。   FIG. 3 shows a cross-sectional transmission electron micrograph of a sample obtained by growing a GaN layer as the nitride III-V compound semiconductor layer 12 on the sapphire substrate 11 by the MOCVD method. This GaN layer is grown to a continuous film through the state shown in FIG. An X-ray diffraction measurement was performed on a sample in which the GaN layer was grown in the shape shown in FIG. 4A and 4B show the diffraction peak due to the (11-20) plane (A plane) and the diffraction peak due to the (11-22) plane of this GaN layer, respectively.

図5はこの発明の第2の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の基本的な成長方法を示す。
図5に示すように、この第2の実施形態においては、主面が(1−100)面(M面)からなるサファイア基板11上に(10−13)面方位の窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。サファイア基板11上には、第1の実施形態と同様に凸部13を形成しておく。サファイア基板11および窒化物系III−V族化合物半導体層12の結晶方位を図5中に示す。窒化物系III−V族化合物半導体層12の成長方法としては例えばMOCVD法を用いる。
FIG. 5 shows a basic growth method of a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 5, in the second embodiment, a nitride-based III-V having a (10-13) plane orientation on a sapphire substrate 11 whose main surface is a (1-100) plane (M plane). The group compound semiconductor layer 12 is grown. On the sapphire substrate 11, a convex portion 13 is formed as in the first embodiment. The crystal orientations of the sapphire substrate 11 and the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 are shown in FIG. As a growth method of the nitride III-V compound semiconductor layer 12, for example, the MOCVD method is used.

図6は窒化物系III−V族化合物半導体層12の初期成長の様子を示す。この窒化物系III−V族化合物半導体層12は(1−100)面(M面)ファセット、(0001)面(C面)ファセットおよび(10−13)面ファセットを出しながら成長させることができる。この場合、この窒化物系III−V族化合物半導体層12はA軸方向の成長が制限される。   FIG. 6 shows the initial growth of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12. The nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 can be grown while providing (1-100) plane (M plane) facets, (0001) plane (C plane) facets and (10-13) plane facets. . In this case, the growth of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 in the A-axis direction is limited.

この窒化物系III−V族化合物半導体層12の成長条件は、例えば次の通りである。成長速度は0.5〜8μm/時間、III族元素の原料(例えば、TMG、TMIなど)の流量は10〜90sccm、窒素原料(例えば、NH3 )の流量は5〜30slm、成長温度は950〜1250℃、成長原料のV/III比は1000〜15000、成長圧力は0.01〜1気圧である。 The growth conditions of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 are, for example, as follows. The growth rate is 0.5-8 μm / hour, the flow rate of Group III element raw material (eg, TMG, TMI, etc.) is 10-90 sccm, the flow rate of nitrogen raw material (eg, NH 3 ) is 5-30 slm, and the growth temperature is 950. ˜1250 ° C., the growth raw material V / III ratio is 1000 to 15000, and the growth pressure is 0.01 to 1 atm.

図7はサファイア基板11上に窒化物系III−V族化合物半導体層12としてGaN層をMOCVD法により成長させた試料の断面透過型電子顕微鏡写真を示す。このGaN層が図6に示す形状に成長した試料のX線回折測定を行った。図8A、BおよびCにそれぞれこのGaN層の(1−100)面による回折ピーク、(10−13)面による回折ピークおよび(0001)面(C面)による回折ピークを示す。   FIG. 7 shows a cross-sectional transmission electron micrograph of a sample obtained by growing a GaN layer as the nitride III-V compound semiconductor layer 12 on the sapphire substrate 11 by the MOCVD method. X-ray diffraction measurement was performed on a sample in which the GaN layer was grown in the shape shown in FIG. 8A, 8B and 8C show the diffraction peak due to the (1-100) plane, the diffraction peak due to the (10-13) plane and the diffraction peak due to the (0001) plane (C plane), respectively.

図9はこの発明の第3の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の基本的な成長方法を示す。
図9に示すように、この第3の実施形態においては、主面が(1−102)面(R面)からなるサファイア基板11上に(11−20)面方位の窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。サファイア基板11上には、第1の実施形態と同様に凸部13を形成しておく。サファイア基板11および窒化物系III−V族化合物半導体層12の結晶方位を図9中に示す。窒化物系III−V族化合物半導体層12の成長方法としては例えばMOCVD法を用いる。
FIG. 9 shows a basic method for growing a nitride III-V compound semiconductor layer according to the third embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 9, in the third embodiment, a nitride-based III-V having a (11-20) plane orientation on a sapphire substrate 11 whose main surface is a (1-102) plane (R plane). The group compound semiconductor layer 12 is grown. On the sapphire substrate 11, a convex portion 13 is formed as in the first embodiment. The crystal orientations of the sapphire substrate 11 and the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 are shown in FIG. As a growth method of the nitride III-V compound semiconductor layer 12, for example, the MOCVD method is used.

図10は窒化物系III−V族化合物半導体層12の初期成長の様子を示す。第1の例では、この窒化物系III−V族化合物半導体層12は(11−22)面ファセット、(0001)面(C面)ファセットおよび(000−1)面ファセットを出しながら成長する。第2の例では、この窒化物系III−V族化合物半導体層12は(11−20)面ファセット、(33−62)面ファセットおよび(000−1)面ファセットを出しながら成長する。この場合、この窒化物系III−V族化合物半導体層12はC軸方向の成長が制限される。   FIG. 10 shows a state of initial growth of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12. In the first example, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 is grown while exhibiting (11-22) plane facets, (0001) plane (C plane) facets, and (000-1) plane facets. In the second example, the nitride-based III-V group compound semiconductor layer 12 is grown while exhibiting (11-20) plane facets, (33-62) plane facets, and (000-1) plane facets. In this case, the growth of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is restricted in the C-axis direction.

第1の例では、窒化物系III−V族化合物半導体層12の成長条件は、例えば次の通りである。成長速度は0.5〜8μm/時間、III族元素の原料(例えば、TMG、TMIなど)の流量は10〜90sccm、窒素原料(例えば、NH3 )の流量は5〜30slm、成長温度は800〜950℃、成長原料のV/III比は1000〜15000、成長圧力は0.01〜1気圧である。第2の例では、窒化物系III−V族化合物半導体層12の成長条件は、例えば次の通りである。成長速度は0.5〜8μm/時間、III族元素の原料(例えば、TMG、TMIなど)の流量は10〜90sccm、窒素原料(例えば、NH3 )の流量は5〜30slm、成長温度は950〜1250℃、成長原料のV/III比は1000〜15000、成長圧力は0.01〜1気圧である。 In the first example, the growth conditions of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 are, for example, as follows. The growth rate is 0.5 to 8 μm / hour, the flow rate of the group III element raw material (for example, TMG, TMI, etc.) is 10 to 90 sccm, the flow rate of the nitrogen raw material (for example, NH 3 ) is 5 to 30 slm, and the growth temperature is 800. ˜950 ° C., the growth raw material has a V / III ratio of 1000 to 15000, and a growth pressure of 0.01 to 1 atmosphere. In the second example, the growth conditions of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 are, for example, as follows. The growth rate is 0.5-8 μm / hour, the flow rate of Group III element raw material (eg, TMG, TMI, etc.) is 10-90 sccm, the flow rate of nitrogen raw material (eg, NH 3 ) is 5-30 slm, and the growth temperature is 950. ˜1250 ° C., the growth raw material V / III ratio is 1000 to 15000, and the growth pressure is 0.01 to 1 atm.

図11はサファイア基板11上に窒化物系III−V族化合物半導体層12としてGaN層をMOCVD法により第1の例のファセットを出しながら成長させた試料の断面透過型電子顕微鏡写真を示す。また、図12はサファイア基板11上に窒化物系III−V族化合物半導体層12としてGaN層をMOCVD法により第2の例のファセットを出しながら成長させた試料の断面透過型電子顕微鏡写真を示す。   FIG. 11 shows a cross-sectional transmission electron micrograph of a sample obtained by growing a GaN layer as a nitride III-V group compound semiconductor layer 12 on the sapphire substrate 11 with the facets of the first example taken out by MOCVD. FIG. 12 shows a cross-sectional transmission electron micrograph of a sample obtained by growing a GaN layer on the sapphire substrate 11 as a nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 while exposing the facets of the second example by MOCVD. .

図13は第3および第4の例による窒化物系III−V族化合物半導体層12の初期成長の様子を示す。第3の例では、この窒化物系III−V族化合物半導体層12は(1−100)面ファセットを出しながら成長する。第4の例では、この窒化物系III−V族化合物半導体層12は最上面に(11−20)面ファセットを出し、その他の面には(1−100)面ファセットを出しながら成長する。この場合、この窒化物系III−V族化合物半導体層12はA軸方向の成長が制限される。   FIG. 13 shows the state of initial growth of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 according to the third and fourth examples. In the third example, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 is grown while exposing the (1-100) facet. In the fourth example, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 grows with a (11-20) facet on the uppermost surface and a (1-100) facet on the other surface. In this case, the growth of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 in the A-axis direction is limited.

第3の例では、成長条件は例えば次の通りである。成長速度は0.5〜8μm/時間、III族元素の原料(例えば、TMG、TMIなど)の流量は10〜90sccm、窒素原料(例えば、NH3 )の流量は5〜30slm、成長温度は800〜950℃、成長原料のV/III比は1000〜15000、成長圧力は0.01〜1気圧である。第4の例では、窒化物系III−V族化合物半導体層12の成長条件は、例えば次の通りである。成長速度は0.5〜8μm/時間、III族元素の原料(例えば、TMG、TMIなど)の流量は10〜90sccm、窒素原料(例えば、NH3 )の流量は5〜30slm、成長温度は950〜1250℃、成長原料のV/III比は1000〜15000、成長圧力は0.01〜1気圧である。 In the third example, the growth conditions are as follows, for example. The growth rate is 0.5 to 8 μm / hour, the flow rate of the group III element raw material (for example, TMG, TMI, etc.) is 10 to 90 sccm, the flow rate of the nitrogen raw material (for example, NH 3 ) is 5 to 30 slm, and the growth temperature is 800. ˜950 ° C., the growth raw material has a V / III ratio of 1000 to 15000, and a growth pressure of 0.01 to 1 atmosphere. In the fourth example, the growth conditions of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 are, for example, as follows. The growth rate is 0.5-8 μm / hour, the flow rate of Group III element raw material (eg, TMG, TMI, etc.) is 10-90 sccm, the flow rate of nitrogen raw material (eg, NH 3 ) is 5-30 slm, and the growth temperature is 950. ˜1250 ° C., the growth raw material V / III ratio is 1000 to 15000, and the growth pressure is 0.01 to 1 atm.

図14はサファイア基板11上に窒化物系III−V族化合物半導体層12としてGaN層をMOCVD法により第3の例のファセットを出しながら成長させた試料の断面透過型電子顕微鏡写真を示す。図15はサファイア基板11上に窒化物系III−V族化合物半導体層12としてGaN層をMOCVD法により第4の例のファセットを出しながら成長させた試料の断面透過型電子顕微鏡写真を示す。   FIG. 14 shows a cross-sectional transmission electron micrograph of a sample obtained by growing a GaN layer as a nitride-based III-V group compound semiconductor layer 12 on the sapphire substrate 11 while exposing the facets of the third example by MOCVD. FIG. 15 shows a cross-sectional transmission electron micrograph of a sample obtained by growing a GaN layer as a nitride III-V group compound semiconductor layer 12 on the sapphire substrate 11 with the facets of the fourth example taken out by MOCVD.

次に、この発明の第4の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図16に示すように、この第4の実施形態においては、主面がM面からC軸方向に+60°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が逆台形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはM面からなる。そして、このサファイア基板11上に第1の実施形態による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のM面からなる側面14aから、図16中矢印で示す方向に、窒化物系III−V族化合物半導体層12が成長する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(11−20)面(A面)ファセットになる。この場合、凹部14のM面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくため、窒化物系III−V族化合物半導体層12には表面に抜ける貫通転位が発生しない。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the fourth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 16, in the fourth embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11 whose surface is off by + 60 ° in the C-axis direction from the M surface is processed by etching, and the cross section is inverted trapezoidal. The recess 14 is formed in a stripe shape extending in one direction, for example. One side surface 14a of the recess 14 is an M-plane. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the first embodiment. As a result, the nitride-based III-V group compound semiconductor layer 12 grows in the direction indicated by the arrow in FIG. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (11-20) face (A face) facet. In this case, since the dislocations 15 generated from the side surface 14a made of the M plane of the recess 14 extend in the growth direction, threading dislocations that escape to the surface do not occur in the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12.

次に、この発明の第5の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図17に示すように、この第5の実施形態においては、主面がM面からC軸方向に−60°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が逆台形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはM面からなる。そして、このサファイア基板11上に第1の実施形態による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のM面からなる側面14aから、図17中矢印で示す方向に、窒化物系III−V族化合物半導体層12が成長する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(0001)面(C面)ファセットになる。この場合、凹部14のM面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくが、この方向は窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面に対して傾斜しているため、窒化物系III−V族化合物半導体層12の表面に抜ける貫通転位はC面サファイア基板上にC面窒化物系III−V族化合物半導体層を成長させる場合に比べて少なくなる。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the fifth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 17, in the fifth embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11 whose main surface is a surface off −60 ° in the C-axis direction from the M surface is processed by etching, and the cross section is inverted. The concave portion 14 having a shape is formed, for example, in a stripe shape extending in one direction. One side surface 14a of the recess 14 is an M-plane. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the first embodiment. Then, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 grows from the side surface 14a made of the M surface of the recess 14 in the direction indicated by the arrow in FIG. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (0001) plane (C plane) facet. In this case, the dislocations 15 generated from the side surface 14 a made of the M surface of the recess 14 extend in the growth direction, and this direction is inclined with respect to the upper surface of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12. Therefore, threading dislocations that escape to the surface of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 are less than when a C-plane nitride-based III-V compound semiconductor layer is grown on a C-plane sapphire substrate.

次に、この発明の第6の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図18に示すように、この第6の実施形態においては、主面がM面からC軸方向に−120°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が台形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはM面からなる。そして、このサファイア基板11上に第1の実施形態による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のM面からなる側面14aから、図18中矢印で示す方向に、窒化物系III−V族化合物半導体層12が成長する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(11−20)面(A面)ファセットになる。この場合、凹部14のM面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくため、窒化物系III−V族化合物半導体層12には表面に抜ける貫通転位が発生しない。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the sixth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 18, in the sixth embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11, which is a surface whose main surface is off −120 ° in the C-axis direction from the M surface, is processed by etching to have a trapezoidal cross section. The recess 14 is formed in a stripe shape extending in one direction, for example. One side surface 14a of the recess 14 is an M-plane. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the first embodiment. Then, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 grows from the side surface 14a made of the M surface of the recess 14 in the direction indicated by the arrow in FIG. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (11-20) face (A face) facet. In this case, since the dislocations 15 generated from the side surface 14a made of the M plane of the recess 14 extend in the growth direction, threading dislocations that escape to the surface do not occur in the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12.

次に、この発明の第7の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図19に示すように、この第7の実施形態においては、主面がM面からA軸方向に+60°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が逆台形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはM面からなる。そして、このサファイア基板11上に第2の実施形態による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のM面からなる側面14aから、図19中矢印で示す方向に、窒化物系III−V族化合物半導体層12が成長する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(1−100)面(M面)ファセットになる。この場合、凹部14のM面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくため、窒化物系III−V族化合物半導体層12には表面に抜ける貫通転位が発生しない。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the seventh embodiment of the invention.
As shown in FIG. 19, in the seventh embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11, which is a surface whose main surface is + 60 ° off from the M surface in the A axis direction, is processed by etching, and the cross section is inverted trapezoid The recess 14 is formed in a stripe shape extending in one direction, for example. One side surface 14a of the recess 14 is an M-plane. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the second embodiment. As a result, the nitride-based III-V group compound semiconductor layer 12 grows in the direction indicated by the arrow in FIG. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (1-100) plane (M plane) facet. In this case, since the dislocations 15 generated from the side surface 14a made of the M plane of the recess 14 extend in the growth direction, threading dislocations that escape to the surface do not occur in the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12.

次に、この発明の第8の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図20に示すように、この第8の実施形態においては、主面がM面からC軸方向に−60°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が逆台形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはM面からなる。そして、このサファイア基板11上に第2の実施形態による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のM面からなる側面14aから、図20中矢印で示す方向に、窒化物系III−V族化合物半導体層12が成長する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(0001)面(C面)ファセットになる。この場合、凹部14のM面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくが、窒化物系III−V族化合物半導体層12の表面に抜ける貫通転位は凹部14の側面14aから発生する転位だけであることから、C面サファイア基板上にC面窒化物系III−V族化合物半導体層を成長させる場合に比べて少なくなる。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the eighth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 20, in the eighth embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11 whose main surface is a surface that is -60 ° off from the M plane in the C-axis direction is processed by etching, and the cross section is inverted. The concave portion 14 having a shape is formed, for example, in a stripe shape extending in one direction. One side surface 14a of the recess 14 is an M-plane. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the second embodiment. As a result, the nitride-based III-V group compound semiconductor layer 12 grows in the direction indicated by the arrow in FIG. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (0001) plane (C plane) facet. In this case, the dislocations 15 generated from the side surface 14 a made of the M surface of the recess 14 extend in the growth direction, but the threading dislocations that escape to the surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 are the side surface 14 a of the recess 14. Therefore, the number of dislocations is less than that in the case of growing a C-plane nitride III-V compound semiconductor layer on a C-plane sapphire substrate.

次に、この発明の第9の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図21に示すように、この第9の実施形態においては、主面がM面からC軸方向に−120°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が台形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはM面からなる。そして、このサファイア基板11上に第2の実施形態による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のM面からなる側面14aから、図21中矢印で示す方向に、窒化物系III−V族化合物半導体層12の成長が開始する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(1−100)面(M面)ファセットになる。この場合、凹部14のM面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくため、窒化物系III−V族化合物半導体層12には表面に抜ける貫通転位が発生しない。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the ninth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 21, in the ninth embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11, which is a surface whose main surface is off −120 ° in the C-axis direction from the M surface, is processed by etching, and the cross section is trapezoidal. The recess 14 is formed in a stripe shape extending in one direction, for example. One side surface 14a of the recess 14 is an M-plane. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the second embodiment. Then, the growth of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 starts from the side surface 14a made of the M surface of the recess 14 in the direction indicated by the arrow in FIG. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (1-100) plane (M plane) facet. In this case, since the dislocations 15 generated from the side surface 14a made of the M plane of the recess 14 extend in the growth direction, threading dislocations that escape to the surface do not occur in the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12.

次に、この発明の第10の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図22に示すように、この第10の実施形態においては、主面がR面からC軸方向に+90°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が長方形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはR面からなる。そして、このサファイア基板11上に第3の実施形態の第1の例による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のR面からなる側面14aから、図22中矢印で示す方向に、窒化物系III−V族化合物半導体層12が成長する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(000−1)面ファセットになる。この場合、凹部14のR面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくため、窒化物系III−V族化合物半導体層12には表面に抜ける貫通転位が発生しない。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the tenth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 22, in the tenth embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11, which is a surface whose main surface is off by + 90 ° in the C-axis direction from the R surface, is processed by etching to have a rectangular cross section. For example, the recess 14 is formed in a stripe shape extending in one direction. One side surface 14a of the recess 14 is an R surface. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the first example of the third embodiment. Then, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 grows from the side surface 14a formed of the R surface of the recess 14 in the direction indicated by the arrow in FIG. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (000-1) facet. In this case, since the dislocations 15 generated from the side surface 14a made of the R surface of the recess 14 extend in the growth direction, threading dislocations that escape to the surface do not occur in the nitride III-V compound semiconductor layer 12.

次に、この発明の第11の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図23に示すように、この第11の実施形態においては、主面がR面からC軸方向に−90°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が長方形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはR面からなる。そして、このサファイア基板11上に第3の実施形態の第1の例による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のR面からなる側面14aから、図23中矢印で示す方向に、窒化物系III−V族化合物半導体層12が成長する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(0001)面(C面)ファセットになる。この場合、凹部14のR面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくため、窒化物系III−V族化合物半導体層12には表面に抜ける貫通転位が発生しない。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the eleventh embodiment of the invention.
As shown in FIG. 23, in the eleventh embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11 formed by etching the main surface of the main surface of the R plane that is −90 ° off in the C-axis direction by etching is rectangular in cross section. The recess 14 is formed in a stripe shape extending in one direction, for example. One side surface 14a of the recess 14 is an R surface. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the first example of the third embodiment. Then, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 grows in the direction indicated by the arrow in FIG. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (0001) plane (C plane) facet. In this case, since the dislocations 15 generated from the side surface 14a made of the R surface of the recess 14 extend in the growth direction, threading dislocations that escape to the surface do not occur in the nitride III-V compound semiconductor layer 12.

次に、この発明の第12の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図24に示すように、この第12の実施形態においては、主面がR面からC軸方向に−80°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が台形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはR面からなる。そして、このサファイア基板11上に第3の実施形態の第2の例による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のR面からなる側面14aから、図24中矢印で示す方向に、窒化物系III−V族化合物半導体層12が成長する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(33−62)面ファセットになる。この場合、凹部14のR面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくため、窒化物系III−V族化合物半導体層12の表面に抜ける貫通転位は大幅に減少する。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the twelfth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 24, in the twelfth embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11 whose main surface is a surface off −80 ° from the R surface in the C-axis direction is processed by etching, and the cross section is trapezoidal. The recess 14 is formed in a stripe shape extending in one direction, for example. One side surface 14a of the recess 14 is an R surface. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the second example of the third embodiment. As a result, the nitride-based III-V group compound semiconductor layer 12 grows in the direction indicated by the arrow in FIG. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (33-62) facet. In this case, since the dislocations 15 generated from the side surface 14a made of the R surface of the recess 14 extend in the growth direction, threading dislocations that escape to the surface of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 are greatly reduced.

次に、この発明の第13の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図25に示すように、この第13の実施形態においては、主面がR面からC軸方向に−30°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が逆台形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはR面からなる。そして、このサファイア基板11上に第3の実施形態の第1の例による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のR面からなる側面14aから、図25中矢印で示すように、窒化物系III−V族化合物半導体層12が成長する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(11−22)面ファセットになる。この場合、凹部14のR面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくが、この方向は窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面に対して傾斜しているため、窒化物系III−V族化合物半導体層12の表面に抜ける貫通転位は大幅に減少する。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the thirteenth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 25, in the thirteenth embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11 whose main surface is a surface off −30 ° in the C-axis direction from the R surface is processed by etching and the cross section is inverted. The concave portion 14 having a shape is formed, for example, in a stripe shape extending in one direction. One side surface 14a of the recess 14 is an R surface. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the first example of the third embodiment. Then, as shown by the arrow in FIG. 25, the nitride-based III-V group compound semiconductor layer 12 grows from the side surface 14a made of the R surface of the recess 14. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (11-22) facet. In this case, the dislocations 15 generated from the side surface 14 a made of the R surface of the recess 14 extend in the growth direction, but this direction is inclined with respect to the upper surface of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12. Therefore, threading dislocations that escape to the surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 are greatly reduced.

次に、この発明の第14の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図26に示すように、この第14の実施形態においては、主面がR面からA軸方向に±30°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が逆台形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはR面からなる。そして、このサファイア基板11上に第3の実施形態の第3の例による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のR面からなる側面14aから、図26中矢印で示す方向に、窒化物系III−V族化合物半導体層12が成長する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(1−100)面ファセットになる。この場合、凹部14のR面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくが、この方向は窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面に対して傾斜しているため、窒化物系III−V族化合物半導体層12の表面に抜ける貫通転位が発生しない。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the fourteenth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 26, in the fourteenth embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11 whose surface is off by ± 30 ° in the A-axis direction from the R surface is processed by etching and the cross section is inverted. The concave portion 14 having a shape is formed, for example, in a stripe shape extending in one direction. One side surface 14a of the recess 14 is an R surface. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the third example of the third embodiment. Then, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 grows from the side surface 14a formed of the R surface of the recess 14 in the direction indicated by the arrow in FIG. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (1-100) facet. In this case, the dislocations 15 generated from the side surface 14 a made of the R surface of the recess 14 extend in the growth direction, but this direction is inclined with respect to the upper surface of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12. Therefore, threading dislocations that escape to the surface of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 do not occur.

次に、この発明の第15の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法について説明する。
図27に示すように、この第15の実施形態においては、主面がR面からA軸方向に±90°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して断面が逆台形状の凹部14を例えば一方向に延在するストライプ形状に形成する。この凹部14の一方の側面14aはR面からなる。そして、このサファイア基板11上に第3の実施形態の第3の例による方法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。すると、凹部14のR面からなる側面14aから、図27中矢印で示す方向に、窒化物系III−V族化合物半導体層12が成長する。この窒化物系III−V族化合物半導体層12の上面は(33−62)面ファセットになる。この場合、凹部14のR面からなる側面14aから発生する転位15は成長方向に延伸していくため、窒化物系III−V族化合物半導体層12の表面に抜ける貫通転位はない。
Next explained is a method for growing a nitride-based III-V compound semiconductor layer according to the fifteenth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 27, in the fifteenth embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11 whose main surface is a surface off ± 90 ° in the A-axis direction from the R surface is processed by etching, and the cross section is inverted. The concave portion 14 having a shape is formed, for example, in a stripe shape extending in one direction. One side surface 14a of the recess 14 is an R surface. Then, a nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the sapphire substrate 11 by the method according to the third example of the third embodiment. As a result, the nitride-based III-V group compound semiconductor layer 12 grows in the direction indicated by the arrow in FIG. The upper surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is a (33-62) facet. In this case, since the dislocation 15 generated from the side surface 14 a made of the R surface of the recess 14 extends in the growth direction, there is no threading dislocation that escapes to the surface of the nitride III-V compound semiconductor layer 12.

次に、この発明の第16の実施形態による発光ダイオードの製造方法について説明する。
この第16の実施形態においては、まず、第1の実施形態と同様にして、主面がM面からなるサファイア基板11上に(11−22)面方位の窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。
具体的には、図28Aに示すように、まず、主面がM面からなるサファイア基板11上に断面形状が台形状の凸部13を所定の平面形状で周期的に形成する。凸部13の間には逆台形状の断面形状を有する凹部14が形成される。凸部13および凹部14の平面形状は例えば一方向に延在するストライプ形状を有する。凸部13は、例えばSiN(Si3 4 など)やSiO2 などからなる。凸部13を形成するためには、従来公知の方法を用いることができる。例えば、CVD法、真空蒸着法、スパッタリング法などによりサファイア基板11の全面に凸部13の材料となる膜を形成する。次に、この膜上に所定形状のレジストパターンをリソグラフィーにより形成する。次に、反応性イオンエッチング(RIE)法などにより、テーパーエッチングが行われる条件で、このレジストパターンをマスクとしてこの膜をエッチングすることにより、断面形状が台形状の凸部13が形成される。
Next explained is a manufacturing method for the light emitting diode according to the sixteenth embodiment of the invention.
In the sixteenth embodiment, first, similarly to the first embodiment, a nitride-based III-V group compound semiconductor having a (11-22) plane orientation on a sapphire substrate 11 whose main surface is an M-plane. Layer 12 is grown.
Specifically, as shown in FIG. 28A, first, a convex portion 13 having a trapezoidal cross section is periodically formed in a predetermined planar shape on a sapphire substrate 11 whose main surface is an M plane. A concave portion 14 having an inverted trapezoidal cross-sectional shape is formed between the convex portions 13. The planar shape of the convex portion 13 and the concave portion 14 has, for example, a stripe shape extending in one direction. The convex portion 13 is made of, for example, SiN (Si 3 N 4 or the like), SiO 2 or the like. In order to form the convex portion 13, a conventionally known method can be used. For example, a film serving as the material of the convex portion 13 is formed on the entire surface of the sapphire substrate 11 by CVD, vacuum vapor deposition, sputtering, or the like. Next, a resist pattern having a predetermined shape is formed on the film by lithography. Next, this film is etched using the resist pattern as a mask under conditions where taper etching is performed by a reactive ion etching (RIE) method or the like, thereby forming a convex portion 13 having a trapezoidal cross section.

次に、サーマルクリーニングなどを行うことによりこのサファイア基板11および凸部13の表面を清浄化した後、このサファイア基板11上に従来公知の方法により例えば550℃程度の成長温度で例えばGaNバッファ層、AlNバッファ層、CrNバッファ層、CrドープGaNバッファ層あるいはCrドープAlNバッファ層(図示せず)を成長させる。次に、図28Bに示すように、第1の実施形態と同様にして、凹部14の底面に例えばMOCVD法により窒化物系III−V族化合物半導体層12を成長させる。この窒化物系III−V族化合物半導体層12は、アンドープであってもよいし、n型不純物またはp型不純物をドープしてもよい。この窒化物系III−V族化合物半導体層12は例えばGaN層である。   Next, after cleaning the surfaces of the sapphire substrate 11 and the convex portion 13 by performing thermal cleaning or the like, for example, a GaN buffer layer, for example, is grown on the sapphire substrate 11 at a growth temperature of, for example, about 550 ° C. An AlN buffer layer, a CrN buffer layer, a Cr-doped GaN buffer layer, or a Cr-doped AlN buffer layer (not shown) is grown. Next, as shown in FIG. 28B, the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is grown on the bottom surface of the recess 14 by, for example, the MOCVD method, as in the first embodiment. The nitride III-V compound semiconductor layer 12 may be undoped, or may be doped with an n-type impurity or a p-type impurity. The nitride III-V compound semiconductor layer 12 is, for example, a GaN layer.

次に、(11−22)面ファセットが優先的に出る成長条件に設定して成長を継続すると、図28Cに示すように、窒化物系III−V族化合物半導体層12は厚さを増しながら成長し、連続膜となる。
次に、図29に示すように、窒化物系III−V族化合物半導体層12上に、例えばMOCVD法により、n型窒化物系III−V族化合物半導体層16、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた活性層17およびp型窒化物系III−V族化合物半導体層18を順次成長させる。これらのn型窒化物系III−V族化合物半導体層16、活性層17およびp型窒化物系III−V族化合物半導体層18は(11−22)面方位を有する。この場合、窒化物系III−V族化合物半導体層15はn型であるとする。
Next, when the growth is continued by setting growth conditions in which the (11-22) facet is preferentially emitted, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 increases in thickness as shown in FIG. 28C. Grows and becomes a continuous film.
Next, as shown in FIG. 29, the n-type nitride III-V compound semiconductor layer 16 and the nitride III-V group semiconductor layer 16 are formed on the nitride III-V compound semiconductor layer 12, for example, by MOCVD. An active layer 17 using a compound semiconductor and a p-type nitride-based III-V compound semiconductor layer 18 are sequentially grown. These n-type nitride III-V compound semiconductor layer 16, active layer 17, and p-type nitride III-V compound semiconductor layer 18 have a (11-22) plane orientation. In this case, it is assumed that the nitride III-V compound semiconductor layer 15 is n-type.

次に、こうして窒化物系III−V族化合物半導体層を成長させたサファイア基板11をMOCVD装置から取り出す。
次に、p型窒化物系III−V族化合物半導体層18上にp側電極19を形成する。p側電極19の材料としては、発光波長の光に対して高反射率を有するオーミック金属を用いるのが好ましい。
この後、p型窒化物系III−V族化合物半導体層18のp型不純物を活性化するために、例えばN2 とO2 との混合ガス(組成は例えばN2 が99%、O2 が1%)の雰囲気中において550〜750℃(例えば、650℃)あるいは580〜620℃(例えば、600℃)の温度で熱処理を行う。ここで、例えば、N2 にO2 を混合することで活性化が起きやすくなる。また、例えば、O、Nと同様に電気陰性度の高いF、Clなどの原料としてハロゲン化窒素(NF3 、NCl3 など)をN2 またはN2 とO2 との混合ガス雰囲気に混合するようにしてもよい。この熱処理の時間は例えば5分〜2時間あるいは40分〜2時間、一般的には10〜60分程度である。熱処理の温度を比較的低くするのは、熱処理時の活性層16などの劣化を防止するためである。なお、この熱処理は、p型窒化物系III−V族化合物半導体層18をエピタキシャル成長させた後、p側電極19を形成する前に行ってもよい。
次に、n型窒化物系III−V族化合物半導体層16、活性層17およびp型窒化物系III−V族化合物半導体層18を、例えばRIE法、粉末ブラスト法、サンドブラスト法などにより所定形状にパターニングし、メサ部を形成する。
Next, the sapphire substrate 11 on which the nitride III-V compound semiconductor layer is grown in this way is taken out from the MOCVD apparatus.
Next, the p-side electrode 19 is formed on the p-type nitride III-V compound semiconductor layer 18. As a material for the p-side electrode 19, it is preferable to use an ohmic metal having a high reflectance with respect to light having an emission wavelength.
Thereafter, in order to activate the p-type impurity of the p-type nitride III-V compound semiconductor layer 18, for example, a mixed gas of N 2 and O 2 (composition is, for example, 99% N 2 and O 2 In a 1% atmosphere, heat treatment is performed at a temperature of 550 to 750 ° C. (for example, 650 ° C.) or 580 to 620 ° C. (for example, 600 ° C.). Here, for example, activation is easily caused by mixing O 2 with N 2 . Further, for example, nitrogen halide (NF 3 , NCl 3, etc.) is mixed in a mixed gas atmosphere of N 2 or N 2 and O 2 as a raw material such as F and Cl having high electronegativity as in O and N. You may do it. The time for this heat treatment is, for example, 5 minutes to 2 hours or 40 minutes to 2 hours, generally about 10 to 60 minutes. The reason why the temperature of the heat treatment is relatively low is to prevent the active layer 16 and the like from being deteriorated during the heat treatment. This heat treatment may be performed after the p-type nitride-based III-V group compound semiconductor layer 18 is epitaxially grown and before the p-side electrode 19 is formed.
Next, the n-type nitride III-V compound semiconductor layer 16, the active layer 17, and the p-type nitride III-V compound semiconductor layer 18 are formed in a predetermined shape by, for example, the RIE method, the powder blast method, the sand blast method, or the like. To form a mesa portion.

次に、このメサ部に隣接する部分のn型の窒化物系III−V族化合物半導体層12上にn側電極21を形成する。
次に、必要に応じて、上述のようにして発光ダイオード構造が形成された基板11をその裏面側から研削やラッピングすることにより厚さを減少させた後、この基板11のスクライビングを行い、バーを形成する。この後、このバーのスクライビングを行うことでチップ化する。
以上により、目的とする発光ダイオードが製造される。
Next, the n-side electrode 21 is formed on the n-type nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 in a portion adjacent to the mesa portion.
Next, if necessary, the substrate 11 on which the light emitting diode structure is formed as described above is reduced in thickness by grinding or lapping from the back side, and then the substrate 11 is scribed, Form. Thereafter, the bar is scribed to form a chip.
Thus, the target light emitting diode is manufactured.

この発光ダイオードの具体的な構造例について説明する。すなわち、例えば、窒化物系III−V族化合物半導体層12がn型GaN層、n型窒化物系III−V族化合物半導体層16が、下から順に、n型GaN層およびn型GaInN層、p型窒化物系III−V族化合物半導体層18が下から順に、p型AlInN層、p型GaN層およびp型GaInN層である。活性層17は例えばGaInN系の多重量子井戸(MQW)構造(例えば、GaInN量子井戸層とGaN障壁層とを交互に積層したもの)を有し、この活性層17のIn組成は発光ダイオードの発光波長に応じて選ばれ、例えば発光波長405nmでは〜11%、450nmでは〜18%、520nmでは〜24%である。p側電極19の材料としては、例えばAgやPd/Agなどを用い、あるいは必要に応じてこれに加えてTi、W、Cr、WN、CrNなどからなるバリアメタルを用いる。n側電極21としては、例えばTi/Pt/Au構造のものを用いる。   A specific structural example of the light emitting diode will be described. That is, for example, the nitride III-V compound semiconductor layer 12 is an n-type GaN layer, the n-type nitride III-V compound semiconductor layer 16 is an n-type GaN layer and an n-type GaInN layer in order from the bottom, The p-type nitride III-V compound semiconductor layer 18 is a p-type AlInN layer, a p-type GaN layer, and a p-type GaInN layer in order from the bottom. The active layer 17 has, for example, a GaInN-based multiple quantum well (MQW) structure (for example, one in which GaInN quantum well layers and GaN barrier layers are alternately stacked), and the In composition of the active layer 17 is the light emission of the light emitting diode. It is selected according to the wavelength. For example, it is ˜11% at an emission wavelength of 405 nm, ˜18% at 450 nm, and ˜24% at 520 nm. As a material of the p-side electrode 19, for example, Ag, Pd / Ag, or the like is used, or a barrier metal made of Ti, W, Cr, WN, CrN, or the like is used in addition to this, if necessary. As the n-side electrode 21, for example, a Ti / Pt / Au structure is used.

この第16の実施形態によれば、活性層14が(11−22)面方位を有し、ピエゾ電界の発生を抑えることができるため、活性層14における量子閉じ込めシュタルク効果を有効に抑えることができる。このため、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた発光ダイオードの発光効率の大幅な向上を図ることができる。また、(11−22)面方位を有するn型窒化物系III−V族化合物半導体層16、活性層17およびp型窒化物系III−V族化合物半導体層18は容易に成長させることができるため、半導体発光素子を容易に製造することができる。   According to the sixteenth embodiment, since the active layer 14 has a (11-22) plane orientation and the generation of a piezoelectric field can be suppressed, the quantum confined Stark effect in the active layer 14 can be effectively suppressed. it can. For this reason, the luminous efficiency of the light emitting diode using the nitride III-V group compound semiconductor can be greatly improved. Further, the n-type nitride III-V compound semiconductor layer 16, the active layer 17, and the p-type nitride III-V compound semiconductor layer 18 having the (11-22) plane orientation can be easily grown. Therefore, the semiconductor light emitting device can be easily manufactured.

次に、この発明の第17の実施形態による発光ダイオードの製造方法について説明する。
この第17の実施形態においては、まず、図30Aに示すように、第4の実施形態と同様にして、主面がM面からC軸方向に+60°オフした面からなるサファイア基板11の主面をエッチングにより加工して一方の側面14aがM面からなる凹部14を形成する。そして、図30Bに示すように、このサファイア基板11上に第4の実施形態と同様にして(11−22)面方位の窒化物系III−V族化合物半導体層12を凹部14が埋まるまで成長させる。
次に、(11−20)面ファセットが優先的に出る成長条件に設定して成長を継続すると、図30Cに示すように、窒化物系III−V族化合物半導体層12は厚さを増しながら成長し、連続膜となる。
次に、第16の実施形態と同様に工程を進めて、目的とする発光ダイオードを製造する。n型窒化物系III−V族化合物半導体層16、活性層17およびp型窒化物系III−V族化合物半導体層18は(11−20)面(A面)方位を有する。
Next explained is a manufacturing method of the light emitting diode according to the seventeenth embodiment of the invention.
In the seventeenth embodiment, as shown in FIG. 30A, first, as in the fourth embodiment, the main surface of the sapphire substrate 11 having a main surface that is off by + 60 ° in the C-axis direction from the M plane. The surface is processed by etching to form a recess 14 in which one side surface 14a is an M surface. Then, as shown in FIG. 30B, the nitride-based III-V group compound semiconductor layer 12 having the (11-22) plane orientation is grown on the sapphire substrate 11 in the same manner as the fourth embodiment until the recesses 14 are filled. Let
Next, when the growth is continued by setting growth conditions in which the (11-20) facet is preferentially emitted, the nitride III-V compound semiconductor layer 12 increases in thickness as shown in FIG. 30C. Grows and becomes a continuous film.
Next, the process proceeds in the same manner as in the sixteenth embodiment to manufacture a target light emitting diode. The n-type nitride III-V compound semiconductor layer 16, the active layer 17, and the p-type nitride III-V compound semiconductor layer 18 have a (11-20) plane (A plane) orientation.

この第17の実施形態によれば、活性層14が(11−20)面(A面)方位を有し、ピエゾ電界の発生を抑えることができるため、活性層14における量子閉じ込めシュタルク効果を有効に抑えることができる。また、窒化物系III−V族化合物半導体層12の貫通転位をなくすことができるため、その上に成長するn型窒化物系III−V族化合物半導体層16、活性層17およびp型窒化物系III−V族化合物半導体層18の貫通転位もなくすことができ、これらのn型窒化物系III−V族化合物半導体層16、活性層17およびp型窒化物系III−V族化合物半導体層18の結晶品質を高くすることができる。このため、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた発光ダイオードの発光効率の大幅な向上を図ることができる。また、(11−20)面方位を有するn型窒化物系III−V族化合物半導体層16、活性層17およびp型窒化物系III−V族化合物半導体層18は容易に成長させることができるため、半導体発光素子を容易に製造することができる。   According to the seventeenth embodiment, since the active layer 14 has the (11-20) plane (A plane) orientation and the generation of the piezoelectric field can be suppressed, the quantum confined Stark effect in the active layer 14 is effective. Can be suppressed. Further, since threading dislocations in the nitride-based III-V compound semiconductor layer 12 can be eliminated, the n-type nitride-based III-V compound semiconductor layer 16, the active layer 17, and the p-type nitride grown thereon The threading dislocation of the III-V compound semiconductor layer 18 can be eliminated, and the n-type nitride III-V compound semiconductor layer 16, the active layer 17 and the p-type nitride III-V compound semiconductor layer can be eliminated. The crystal quality of 18 can be increased. For this reason, the luminous efficiency of the light emitting diode using the nitride III-V group compound semiconductor can be greatly improved. The n-type nitride III-V compound semiconductor layer 16, the active layer 17, and the p-type nitride III-V compound semiconductor layer 18 having a (11-20) plane orientation can be easily grown. Therefore, the semiconductor light emitting device can be easily manufactured.

次に、この発明の第18の実施形態について説明する。
この第18の実施形態においては、第16または第17の実施形態のいずれかによる方法により得られる青色発光の発光ダイオードおよび緑色発光の発光ダイオードに加え、別途用意する赤色発光の発光ダイオード(例えば、AlGaInP系発光ダイオード)を用いて発光ダイオードバックライトを製造する場合について説明する。
例えば、第16または第17の実施形態による方法によりサファイア基板11上に青色発光の発光ダイオード構造を形成し、さらにp側電極19およびn側電極21上にそれぞれバンプ(図示せず)を形成した後、これをチップ化することによりフリップチップの形で青色発光の発光ダイオードを得る。同様にして、緑色発光の発光ダイオードをフリップチップの形で得る。一方、赤色発光の発光ダイオードとしては、n型GaAs基板上にAlGaInP系半導体層を積層してダイオード構造を形成し、その上部にp側電極を形成する工程を経る、AlGaInP系発光ダイオードをチップの形で用いるものとする。
Next, an eighteenth embodiment of the invention is described.
In the eighteenth embodiment, in addition to the blue light emitting diode and the green light emitting diode obtained by the method according to any of the sixteenth or seventeenth embodiments, a separately prepared red light emitting diode (for example, A case where a light emitting diode backlight is manufactured using an AlGaInP light emitting diode) will be described.
For example, a blue light emitting diode structure is formed on the sapphire substrate 11 by the method according to the sixteenth or seventeenth embodiment, and bumps (not shown) are formed on the p-side electrode 19 and the n-side electrode 21, respectively. Thereafter, this is chipped to obtain a blue light emitting diode in the form of a flip chip. Similarly, a green light emitting diode is obtained in the form of a flip chip. On the other hand, as a red light emitting diode, an AlGaInP light emitting diode is formed by stacking an AlGaInP semiconductor layer on an n-type GaAs substrate to form a diode structure and forming a p-side electrode thereon. It shall be used in the form.

そして、これらの赤色発光の発光ダイオードチップ、緑色発光の発光ダイオードチップおよび青色発光の発光ダイオードチップをそれぞれAlNなどからなるサブマウント上にマウントした後、これをサブマウントを下にして例えばAl基板などの基板上に所定の配置でマウントする。この状態を図31Aに示す。図31A中、符号61は基板、62はサブマウント、63は赤色発光の発光ダイオードチップ、64は緑色発光の発光ダイオードチップ、65は青色発光のダイオードチップを示す。これらの赤色発光の発光ダイオードチップ63、緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65のチップサイズは例えば350μm角である。ここで、赤色発光の発光ダイオードチップ63はそのn側電極がサブマウント62上に来るようにマウントし、緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65はそのp側電極およびn側電極が、バンプを介してサブマウント62上に来るようにする。赤色発光の発光ダイオードチップ63がマウントされているサブマウント62上にはn側電極用の引き出し電極(図示せず)が所定のパターン形状に形成されており、この引き出し電極上の所定部分に赤色発光の発光ダイオードチップ63のn側電極側がマウントされている。そして、この赤色発光の発光ダイオードチップ63のp側電極と、基板61上に設けられた所定のパッド電極66とにこれらを接続するようにワイヤ67がボンディングされているとともに、上記の引き出し電極の一端と基板61上に設けられた別のパッド電極とにこれらを接続するようにワイヤ(図示せず)がボンディングされている。緑色発光の発光ダイオードチップ64がマウントされているサブマウント62上には、p側電極用の引き出し電極およびn側電極用の引き出し電極(いずれも図示せず)がそれぞれ所定のパターン形状に形成されており、これらのp側電極用の引き出し電極およびn側電極用の引き出し電極上の所定部分に、緑色発光の発光ダイオードチップ64のp側電極およびn側電極側がそれらの上に形成されたバンプを介してそれぞれマウントされている。そして、この緑色発光の発光ダイオードチップ64のp側電極用の引き出し電極の一端と、基板61上に設けられたパッド電極とにこれらを接続するようにワイヤ(図示せず)がボンディングされているとともに、そのn側電極用の引き出し電極の一端と、基板61上に設けられたパッド電極とにこれらを接続するようにワイヤ(図示せず)がボンディングされている。青色発光の発光ダイオードチップ65も同様である。
ただし、サブマウント62を省略して、赤色発光の発光ダイオードチップ63、緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65を直接、放熱性を有する任意のプリント配線基板あるいは、プリント配線基板の機能を有する板、筐体の内外壁(例えば、シャーシの内壁など)にダイレクトマウントすることも可能であり、こうすることで発光ダイオードバックライトあるいはパネル全体の低コスト化を図ることができる。
Then, after mounting the red light emitting diode chip, the green light emitting diode chip, and the blue light emitting diode chip on a submount made of AlN or the like, each of them is mounted on the submount, for example, an Al substrate or the like. Mount in a predetermined arrangement on the substrate. This state is shown in FIG. 31A. In FIG. 31A, reference numeral 61 denotes a substrate, 62 denotes a submount, 63 denotes a red light emitting diode chip, 64 denotes a green light emitting diode chip, and 65 denotes a blue light emitting diode chip. The chip size of the red light emitting diode chip 63, the green light emitting diode chip 64, and the blue light emitting diode chip 65 is, for example, 350 μm square. Here, the red light emitting diode chip 63 is mounted such that the n-side electrode is on the submount 62, and the green light emitting diode chip 64 and the blue light emitting diode chip 65 are the p side electrode and the n side. The electrode is placed on the submount 62 through the bump. An extraction electrode (not shown) for an n-side electrode is formed in a predetermined pattern shape on the submount 62 on which the red light emitting diode chip 63 is mounted, and a red portion is formed on a predetermined portion on the extraction electrode. The n-side electrode side of the light emitting diode chip 63 for light emission is mounted. A wire 67 is bonded to the p-side electrode of the red light emitting diode chip 63 and a predetermined pad electrode 66 provided on the substrate 61, and the lead electrode A wire (not shown) is bonded to one end and another pad electrode provided on the substrate 61 so as to connect them. On the submount 62 on which the green light emitting diode chip 64 is mounted, a lead electrode for the p-side electrode and a lead electrode for the n-side electrode (both not shown) are respectively formed in a predetermined pattern shape. Bumps in which the p-side electrode and the n-side electrode side of the light emitting diode chip 64 for green light emission are formed on the lead-out electrode for the p-side electrode and the lead-out electrode for the n-side electrode are formed on them. Each is mounted through. A wire (not shown) is bonded to one end of the lead electrode for the p-side electrode of the green light emitting diode chip 64 and a pad electrode provided on the substrate 61 so as to connect them. In addition, a wire (not shown) is bonded to one end of the extraction electrode for the n-side electrode and a pad electrode provided on the substrate 61 so as to connect them. The same applies to the light-emitting diode chip 65 emitting blue light.
However, the submount 62 is omitted, and the red light emitting diode chip 63, the green light emitting diode chip 64, and the blue light emitting diode chip 65 are directly connected to any printed wiring board or printed wiring board having heat dissipation properties. It is also possible to mount directly on a plate having the above function, or on the inner and outer walls of the housing (for example, the inner wall of the chassis), thereby reducing the cost of the light emitting diode backlight or the entire panel.

上述のような赤色発光の発光ダイオードチップ63、緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65を一単位(セル)とし、これを基板61上に所定のパターンで必要な数配置する。その一例を図32に示す。次に、図31Bに示すように、この一単位を覆うように透明樹脂68のポッティングを行う。この後、透明樹脂68のキュア処理を行う。このキュア処理により透明樹脂68は固化し、それに伴い少し縮小する(図31C)。こうして、図33に示すように、赤色発光の発光ダイオードチップ63、緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65を一単位としたものが基板61上にアレイ状に配列された発光ダイオードバックライトが得られる。この場合、透明樹脂68は緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65のサファイア基板11の裏面と接触しているため、このサファイア基板11の裏面が空気と直接接触している場合に比べて屈折率差が小さくなり、したがってこのサファイア基板11を透過して外部に出ようとする光がこのサファイア基板11の裏面で反射される割合が減少し、それによって光取り出し効率が向上することで発光効率が向上する。
この発光ダイオードバックライトは、例えば液晶パネルのバックライトに用いて好適なものである。
The red light emitting diode chip 63, the green light emitting diode chip 64, and the blue light emitting diode chip 65 as described above are set as one unit (cell), and a necessary number of them are arranged on the substrate 61 in a predetermined pattern. . An example is shown in FIG. Next, as shown in FIG. 31B, the transparent resin 68 is potted so as to cover this one unit. Thereafter, the transparent resin 68 is cured. By this curing process, the transparent resin 68 is solidified and is slightly reduced accordingly (FIG. 31C). Thus, as shown in FIG. 33, the light emitting diode chip 63 that emits red light, the light emitting diode chip 64 that emits green light, and the light emitting diode chip 65 that emits blue light are arranged on the substrate 61 as an array. A diode backlight is obtained. In this case, since the transparent resin 68 is in contact with the back surface of the sapphire substrate 11 of the green light emitting diode chip 64 and the blue light emitting diode chip 65, the back surface of the sapphire substrate 11 is in direct contact with air. Accordingly, the difference in refractive index is smaller, and therefore the ratio of the light that is transmitted through the sapphire substrate 11 and reflected outside is reduced by the back surface of the sapphire substrate 11, thereby improving the light extraction efficiency. This improves luminous efficiency.
This light emitting diode backlight is suitable for use in a backlight of a liquid crystal panel, for example.

次に、この発明の第19の実施形態について説明する。
この第19の実施形態においては、第18の実施形態と同様にして、赤色発光の発光ダイオードチップ63、緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65を基板61上に所定のパターンで必要な数配置した後、図34に示すように、赤色発光の発光ダイオードチップ63を覆うようにこの発光ダイオードチップ63に適した透明樹脂69のポッティングを行い、緑色発光の発光ダイオードチップ64を覆うようにこの発光ダイオードチップ64に適した透明樹脂70のポッティングを行い、青色発光の発光ダイオードチップ65を覆うようにこの発光ダイオードチップ65に適した透明樹脂71のポッティングを行う。この後、透明樹脂69〜71のキュア処理を行う。このキュア処理により透明樹脂69〜71は固化し、それに伴い少し縮小する。こうして、赤色発光の発光ダイオードチップ63、緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65を一単位としたものが基板61上にアレイ状に配列された発光ダイオードバックライトが得られる。この場合、透明樹脂70、71はそれぞれ緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65のサファイア基板11の裏面と接触しているため、このサファイア基板11の裏面が空気と直接接触している場合に比べて屈折率差が小さくなり、したがってこのサファイア基板11を透過して外部に出ようとする光がこのサファイア基板11の裏面で反射される割合が減少し、それによって光取り出し効率が向上することで発光効率が向上する。
この発光ダイオードバックライトは、例えば液晶パネルのバックライトに用いて好適なものである。
Next, a nineteenth embodiment of the present invention is described.
In the nineteenth embodiment, as in the eighteenth embodiment, a red light emitting diode chip 63, a green light emitting diode chip 64, and a blue light emitting diode chip 65 are arranged on a substrate 61 in a predetermined pattern. 34, after placing the required number of the transparent resin 69 suitable for the light emitting diode chip 63 so as to cover the red light emitting diode chip 63, as shown in FIG. The transparent resin 70 suitable for the light emitting diode chip 64 is potted so as to cover, and the transparent resin 71 suitable for the light emitting diode chip 65 is potted so as to cover the blue light emitting diode chip 65. Thereafter, the curing treatment of the transparent resins 69 to 71 is performed. By this curing process, the transparent resins 69 to 71 are solidified and are slightly reduced accordingly. In this way, a light emitting diode backlight in which the red light emitting diode chip 63, the green light emitting diode chip 64, and the blue light emitting diode chip 65 as a unit are arranged in an array on the substrate 61 is obtained. In this case, since the transparent resins 70 and 71 are in contact with the back surface of the sapphire substrate 11 of the green light emitting diode chip 64 and the blue light emitting diode chip 65, respectively, the back surface of the sapphire substrate 11 is in direct contact with air. Accordingly, the difference in refractive index is smaller than that in the case where the light is transmitted through the sapphire substrate 11, and the ratio of the light that is about to go out to the outside is reflected by the back surface of the sapphire substrate 11. As a result, the luminous efficiency is improved.
This light emitting diode backlight is suitable for use in a backlight of a liquid crystal panel, for example.

次に、この発明の第20の実施形態について説明する。
この第20の実施形態においては、第16または第17の実施形態のいずれかの方法により得られる青色発光の発光ダイオードおよび緑色発光の発光ダイオードに加え、別途用意する赤色発光の発光ダイオードを用いて光源セルユニットを製造する場合について説明する。
図35Aに示すように、この第20の実施形態においては、第18または第19の実施形態と同様にして、赤色発光の発光ダイオードチップ63、緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65をそれぞれ少なくとも一つ含み、これらが所定のパターンで配置されたセル75をプリント配線基板76上に所定のパターンで必要な数配置する。この例では、各セル75は、赤色発光の発光ダイオードチップ63、緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65をそれぞれ一つ含み、これらが正三角形の頂点に配置されている。図35Bにセル75を拡大して示す。各セル75における赤色発光の発光ダイオードチップ63、緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65の間隔aは例えば4mmであるが、これに限定されるものではない。セル75の間隔bは例えば30mmであるが、これに限定されるものではない。プリント配線基板76としては、例えば、FR4(Flame Retardant Type 4の略)基板やメタルコア基板やフレキシブル配線基板などを用いることができるが、放熱性を有するプリント配線基板であれば他のものを用いることもでき、これらに限定されるものではない。第8の実施形態と同様にして、各セル76を覆うように透明樹脂68のポッティングを行い、あるいは、第9の実施形態と同様にして、赤色発光の発光ダイオードチップ63を覆うように透明樹脂69のポッティングを行い、緑色発光の発光ダイオードチップ64を覆うように透明樹脂70のポッティングを行い、青色発光の発光ダイオードチップ65を覆うように透明樹脂71のポッティングを行う。こうして、赤色発光の発光ダイオードチップ63、緑色発光の発光ダイオードチップ64および青色発光の発光ダイオードチップ65からなるセル75がプリント配線基板76上に配置された光源セルユニットが得られる。
Next, a twentieth embodiment of the invention is described.
In the twentieth embodiment, a separately prepared red light emitting diode is used in addition to the blue light emitting diode and the green light emitting diode obtained by the method of the sixteenth or seventeenth embodiment. The case where a light source cell unit is manufactured will be described.
As shown in FIG. 35A, in the twentieth embodiment, as in the eighteenth or nineteenth embodiment, a red light emitting diode chip 63, a green light emitting diode chip 64, and a blue light emitting diode. At least one chip 65 is included, and a required number of cells 75 each having a predetermined pattern are arranged on the printed wiring board 76 in a predetermined pattern. In this example, each cell 75 includes a red light emitting diode chip 63, a green light emitting diode chip 64, and a blue light emitting diode chip 65, which are arranged at the apexes of an equilateral triangle. FIG. 35B shows the cell 75 in an enlarged manner. The interval a between the red light emitting diode chip 63, the green light emitting diode chip 64, and the blue light emitting diode chip 65 in each cell 75 is, for example, 4 mm, but is not limited thereto. The interval b of the cells 75 is, for example, 30 mm, but is not limited to this. As the printed wiring board 76, for example, an FR4 (abbreviation of Flame Retardant Type 4) board, a metal core board, a flexible wiring board, or the like can be used, but any other printed wiring board having heat dissipation can be used. However, it is not limited to these. As in the eighth embodiment, potting of the transparent resin 68 is performed so as to cover each cell 76, or, as in the ninth embodiment, the transparent resin 68 is covered so as to cover the red light emitting diode chip 63. 69, potting of the transparent resin 70 is performed so as to cover the green light emitting diode chip 64, and potting of the transparent resin 71 is performed so as to cover the blue light emitting diode chip 65. In this way, a light source cell unit is obtained in which the cells 75 including the red light emitting diode chip 63, the green light emitting diode chip 64, and the blue light emitting diode chip 65 are arranged on the printed wiring board 76.

プリント配線基板76上のセル75の配置の具体例を図36および図37に示すが、これらに限定されるものではない。図36に示す例はセル75を4×3の二次元アレイ状に配置したもの、図37に示す例はセル75を6×2の二次元アレイ状に配置したものである。
図38はセル75の他の構成例を示す。この例では、セル75は、赤色発光の発光ダイオードチップ63を一つ、緑色発光の発光ダイオードチップ64を二つ、青色発光の発光ダイオードチップ65を一つ含み、これらが例えば正方形の頂点に配置されている。二つの緑色発光の発光ダイオードチップ64はこの正方形の一つの対角線の両端の頂点に配置され、赤色発光の発光ダイオードチップ63および青色発光の発光ダイオードチップ65はこの正方形のもう一つの対角線の両端の頂点に配置されている。
この光源セルユニットを一つまたは複数配列することにより、例えば液晶パネルのバックライトに用いて好適な発光ダイオードバックライトを得ることができる。
Specific examples of the arrangement of the cells 75 on the printed wiring board 76 are shown in FIGS. 36 and 37, but are not limited thereto. The example shown in FIG. 36 has cells 75 arranged in a 4 × 3 two-dimensional array, and the example shown in FIG. 37 has cells 75 arranged in a 6 × 2 two-dimensional array.
FIG. 38 shows another configuration example of the cell 75. In this example, the cell 75 includes one red light emitting diode chip 63, two green light emitting diode chips 64, and one blue light emitting diode chip 65, which are arranged at the apex of a square, for example. Has been. Two green light emitting diode chips 64 are arranged at the apexes of both ends of one diagonal of the square, and a red light emitting diode chip 63 and a blue light emitting diode chip 65 are arranged at both ends of the other diagonal of the square. It is placed at the vertex.
By arranging one or a plurality of the light source cell units, a light emitting diode backlight suitable for use in a backlight of a liquid crystal panel, for example, can be obtained.

以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の第1〜第20の実施形態において挙げた数値、材料、構造、構成、形状、基板、原料、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、材料、構造、構成、形状、基板、原料、プロセスなどを用いてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The various deformation | transformation based on the technical idea of this invention is possible.
For example, the numerical values, materials, structures, configurations, shapes, substrates, raw materials, processes, and the like given in the first to twentieth embodiments are merely examples, and if necessary, numerical values, materials, Structures, configurations, shapes, substrates, raw materials, processes, and the like may be used.

この発明の第1の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法によりGaN層を成長させた試料を示す図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph which shows the sample which grew the GaN layer with the growth method of the nitride type | system | group III-V compound semiconductor layer by 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法により成長させたGaN層のX線回折測定の結果を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the result of the X-ray-diffraction measurement of the GaN layer grown with the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 1st Embodiment of this invention. この発明の第2の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V group compound semiconductor layer by 2nd Embodiment of this invention. この発明の第2の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V group compound semiconductor layer by 2nd Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法によりGaN層を成長させた試料を示す図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph which shows the sample which grew the GaN layer with the growth method of the nitride type | system | group III-V compound semiconductor layer by 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法により成長させたGaN層のX線回折測定の結果を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the result of the X-ray-diffraction measurement of the GaN layer grown with the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 1st Embodiment of this invention. この発明の第3の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 3rd Embodiment of this invention. この発明の第3の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 3rd Embodiment of this invention. この発明の第3の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法によりGaN層を成長させた試料を示す図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph which shows the sample which grew the GaN layer with the growth method of the nitride type | system | group III-V compound semiconductor layer by 3rd Embodiment of this invention. この発明の第3の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法によりGaN層を成長させた試料を示す図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph which shows the sample which grew the GaN layer with the growth method of the nitride type | system | group III-V compound semiconductor layer by 3rd Embodiment of this invention. この発明の第3の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 3rd Embodiment of this invention. この発明の第3の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法によりGaN層を成長させた試料を示す図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph which shows the sample which grew the GaN layer with the growth method of the nitride type | system | group III-V compound semiconductor layer by 3rd Embodiment of this invention. この発明の第3の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法によりGaN層を成長させた試料を示す図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph which shows the sample which grew the GaN layer with the growth method of the nitride type | system | group III-V compound semiconductor layer by 3rd Embodiment of this invention. この発明の第4の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 4th Embodiment of this invention. この発明の第5の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 5th Embodiment of this invention. この発明の第6の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 6th Embodiment of this invention. この発明の第7の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 7th Embodiment of this invention. この発明の第8の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 8th Embodiment of this invention. この発明の第9の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 9th Embodiment of this invention. この発明の第10の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 10th Embodiment of this invention. この発明の第11の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 11th Embodiment of this invention. この発明の第12の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 12th Embodiment of this invention. この発明の第13の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 13th Embodiment of this invention. この発明の第14の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 14th Embodiment of this invention. この発明の第15の実施形態による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法を説明するための略線図である。It is a basic diagram for demonstrating the growth method of the nitride type III-V compound semiconductor layer by 15th Embodiment of this invention. この発明の第16の実施形態による発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light emitting diode by 16th Embodiment of this invention. この発明の第16の実施形態による発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light emitting diode by 16th Embodiment of this invention. この発明の第17の実施形態による発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light emitting diode by 17th Embodiment of this invention. この発明の第18の実施形態による発光ダイオードバックライトの製造方法を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the light emitting diode backlight by 18th Embodiment of this invention. この発明の第18の実施形態による発光ダイオードバックライトの製造方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the manufacturing method of the light emitting diode backlight by 18th Embodiment of this invention. この発明の第18の実施形態による発光ダイオードバックライトの製造方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the manufacturing method of the light emitting diode backlight by 18th Embodiment of this invention. この発明の第19の実施形態による発光ダイオードバックライトの製造方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the manufacturing method of the light emitting diode backlight by 19th Embodiment of this invention. この発明の第20の実施形態による光源セルユニットを示す平面図およびこの光源セルユニットのセルの拡大図である。It is the top view which shows the light source cell unit by 20th Embodiment of this invention, and the enlarged view of the cell of this light source cell unit. この発明の第20の実施形態による光源セルユニットの一つの具体例を示す平面図である。It is a top view which shows one specific example of the light source cell unit by 20th Embodiment of this invention. この発明の第20の実施形態による光源セルユニットの他の具体例を示す平面図である。It is a top view which shows the other specific example of the light source cell unit by 20th Embodiment of this invention. この発明の第20の実施形態による光源セルユニットのセルの他の構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of the cell of the light source cell unit by 20th Embodiment of this invention. 特開平11−112029号公報で提案された半導体発光素子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor light-emitting device proposed by Unexamined-Japanese-Patent No. 11-112029.

符号の説明Explanation of symbols

11…サファイア基板、12…窒化物系III−V族化合物半導体層、13…凸部、14…凹部、15…転位、16…n型窒化物系III−V族化合物半導体層、17…活性層、18…p型窒化物系III−V族化合物半導体層、19…p側電極、21…n側電極   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Sapphire substrate, 12 ... Nitride type III-V group compound semiconductor layer, 13 ... Convex part, 14 ... Concave part, 15 ... Dislocation, 16 ... N-type nitride type III-V group compound semiconductor layer, 17 ... Active layer 18 ... p-type nitride III-V compound semiconductor layer, 19 ... p-side electrode, 21 ... n-side electrode

Claims (10)

六方晶系の結晶構造を有する物質からなる基板の(1−100)面上に、六方晶系の結晶構造を有する半導体からなり、(11−22)面方位または(10−13)面方位を有する半導体層を(11−20)面ファセット、(0001)面ファセットおよび(11−22)面ファセットを出しながら成長させるようにした半導体層の成長方法。 The (1-100) plane of the substrate made of a substance having a hexagonal crystal structure is made of a semiconductor having a hexagonal crystal structure and has a (11-22) or (10-13) plane orientation. A method for growing a semiconductor layer, comprising: growing a semiconductor layer having a (11-20) facet, a (0001) facet and a (11-22) facet . 上記半導体層はウルツ鉱構造を有する半導体からなる請求項1記載の半導体層の成長方法。2. The method for growing a semiconductor layer according to claim 1, wherein the semiconductor layer is made of a semiconductor having a wurtzite structure. 上記半導体層は窒化物系III−V族化合物半導体、酸化物半導体またはオキシカルコゲナイドからなる請求項1記載の半導体層の成長方法。2. The method of growing a semiconductor layer according to claim 1, wherein the semiconductor layer is made of a nitride III-V compound semiconductor, an oxide semiconductor, or oxychalcogenide. 上記基板の一主面が(1−100)面からなる請求項1記載の半導体層の成長方法。2. The method for growing a semiconductor layer according to claim 1, wherein one main surface of the substrate is a (1-100) plane. 上記基板の一主面に少なくとも一つの凹部を有し、この凹部の一つの側面が(1−100)面からなる請求項1記載の半導体層の成長方法。2. The method for growing a semiconductor layer according to claim 1, wherein at least one recess is formed on one main surface of the substrate, and one side surface of the recess is a (1-100) plane. 六方晶系の結晶構造を有する物質からなる基板の(1−100)面上に、六方晶系の結晶構造を有する半導体からなり、(11−22)面方位または(10−13)面方位を有する半導体層を(11−20)面ファセット、(0001)面ファセットおよび(11−22)面ファセットを出しながら成長させるようにした半導体発光素子の製造方法。The (1-100) plane of the substrate made of a substance having a hexagonal crystal structure is made of a semiconductor having a hexagonal crystal structure and has a (11-22) or (10-13) plane orientation. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: growing a semiconductor layer having a (11-20) plane facet, a (0001) plane facet, and a (11-22) plane facet. 上記半導体層はウルツ鉱構造を有する半導体からなる請求項6記載の半導体発光素子の製造方法。The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein the semiconductor layer is made of a semiconductor having a wurtzite structure. 上記半導体層は窒化物系III−V族化合物半導体、酸化物半導体またはオキシカルコゲナイドからなる請求項6記載の半導体発光素子の製造方法。7. The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein the semiconductor layer is made of a nitride III-V compound semiconductor, an oxide semiconductor, or oxychalcogenide. 上記基板の一主面が(1−100)面からなる請求項6記載の半導体発光素子の製造方法。The method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 6, wherein one main surface of the substrate is a (1-100) plane. 上記基板の一主面に少なくとも一つの凹部を有し、この凹部の一つの側面が(1−100)面からなる請求項6記載の半導体発光素子の製造方法。7. The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 6, wherein at least one recess is formed on one main surface of the substrate, and one side surface of the recess is a (1-100) plane.
JP2007133340A 2007-05-18 2007-05-18 Semiconductor layer growth method and semiconductor light emitting device manufacturing method Expired - Fee Related JP4462289B2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007133340A JP4462289B2 (en) 2007-05-18 2007-05-18 Semiconductor layer growth method and semiconductor light emitting device manufacturing method
TW097115743A TWI368941B (en) 2007-05-18 2008-04-29 Method for growing semiconductor layer, method for producing semiconductor light-emitting element, semiconductor light-emitting element, and electronic device
EP08008617A EP1993150A3 (en) 2007-05-18 2008-05-07 Method for growing semiconductor layer, method for producing semiconductor light-emitting element, semiconductor light-emitting element, and electronic device
US12/121,906 US8242513B2 (en) 2007-05-18 2008-05-16 Method for growing semiconductor layer, method for producing semiconductor light-emitting element, semiconductor light-emitting element, and electronic device
CN2010101252980A CN101807522B (en) 2007-05-18 2008-05-19 Method for growing semiconductor layer and method for producing semiconductor light-emitting element
CN2008101799478A CN101409231B (en) 2007-05-18 2008-05-19 Method for growing semiconductor layer, method for producing semiconductor light-emitting element, semiconductor light-emitting element, and electronic device
KR1020080046001A KR101453563B1 (en) 2007-05-18 2008-05-19 Method for growing semiconductor layer, method for producing semiconductor light-emitting element, semiconductor light-emitting element, and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007133340A JP4462289B2 (en) 2007-05-18 2007-05-18 Semiconductor layer growth method and semiconductor light emitting device manufacturing method

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009172781A Division JP5051192B2 (en) 2009-07-24 2009-07-24 Semiconductor layer growth method, semiconductor light emitting device manufacturing method, semiconductor light emitting device, and electronic apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008288461A JP2008288461A (en) 2008-11-27
JP4462289B2 true JP4462289B2 (en) 2010-05-12

Family

ID=39683647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007133340A Expired - Fee Related JP4462289B2 (en) 2007-05-18 2007-05-18 Semiconductor layer growth method and semiconductor light emitting device manufacturing method

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8242513B2 (en)
EP (1) EP1993150A3 (en)
JP (1) JP4462289B2 (en)
KR (1) KR101453563B1 (en)
CN (2) CN101409231B (en)
TW (1) TWI368941B (en)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4518209B1 (en) * 2009-09-07 2010-08-04 住友電気工業株式会社 Group III nitride crystal substrate, group III nitride crystal substrate with epi layer, and semiconductor device and method for manufacturing the same
US8771552B2 (en) 2005-06-23 2014-07-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Group III nitride crystal substrate, epilayer-containing group III nitride crystal substrate, semiconductor device and method of manufacturing the same
JP4277826B2 (en) 2005-06-23 2009-06-10 住友電気工業株式会社 Nitride crystal, nitride crystal substrate, nitride crystal substrate with epi layer, and semiconductor device and method for manufacturing the same
US9708735B2 (en) 2005-06-23 2017-07-18 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Group III nitride crystal substrate, epilayer-containing group III nitride crystal substrate, semiconductor device and method of manufacturing the same
JP4913674B2 (en) * 2007-06-07 2012-04-11 国立大学法人名古屋大学 Nitride semiconductor structure and manufacturing method thereof
KR100972977B1 (en) * 2007-12-14 2010-07-29 삼성엘이디 주식회사 Growing method of semi-polar nitride single crystal thin film and manufactuing method of nitride semiconductor light emitting devide
JP2009267377A (en) 2008-03-31 2009-11-12 Sanyo Electric Co Ltd Nitride-based semiconductor laser element and method of manufacturing the same
JP2009283912A (en) 2008-04-25 2009-12-03 Sanyo Electric Co Ltd Nitride-based semiconductor device and method of manufacturing the same
US8673074B2 (en) * 2008-07-16 2014-03-18 Ostendo Technologies, Inc. Growth of planar non-polar {1 -1 0 0} M-plane and semi-polar {1 1 -2 2} gallium nitride with hydride vapor phase epitaxy (HVPE)
JP5392855B2 (en) * 2008-08-25 2014-01-22 国立大学法人山口大学 Semiconductor substrate and manufacturing method thereof
WO2010023777A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 パナソニック株式会社 Light emitting element
KR100969146B1 (en) * 2009-02-18 2010-07-08 엘지이노텍 주식회사 Semiconductor light emitting device and fabrication method thereof
JP2011042542A (en) * 2009-08-24 2011-03-03 Furukawa Co Ltd Method for producing group iii nitride substrate, and group iii nitride substrate
US8212287B2 (en) * 2009-09-18 2012-07-03 Palo Alto Research Center Incorporated Nitride semiconductor structure and method of making same
US8629065B2 (en) 2009-11-06 2014-01-14 Ostendo Technologies, Inc. Growth of planar non-polar {10-10} M-plane gallium nitride with hydride vapor phase epitaxy (HVPE)
WO2011068017A1 (en) 2009-12-04 2011-06-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device including the same
KR100993072B1 (en) * 2010-01-11 2010-11-08 엘지이노텍 주식회사 Light emitting device, method for manufacturing the same and light emitting device package
TWI455377B (en) * 2010-04-23 2014-10-01 Everlight Electronics Co Ltd Light emitting diode structure and fabrication method thereof
WO2011145283A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 パナソニック株式会社 Nitride semiconductor light emitting element and method for manufacturing nitride semiconductor light emitting element
US8247249B2 (en) 2010-06-01 2012-08-21 Palo Alto Research Center Incorporated Semi-polar nitride-based light emitting structure and method of forming same
JP2012028444A (en) * 2010-07-21 2012-02-09 Mitsubishi Chemicals Corp Semiconductor element and manufacturing method thereof
JP5641505B2 (en) * 2011-04-22 2014-12-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 Method for manufacturing nitride-based semiconductor light-emitting device
KR101908655B1 (en) * 2012-02-16 2018-10-16 엘지이노텍 주식회사 Method for forming a cleaved facet of semiconductor device
CN103390707A (en) * 2012-05-08 2013-11-13 华夏光股份有限公司 Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
KR101504731B1 (en) * 2012-11-30 2015-03-23 주식회사 소프트에피 Iii-nitride semiconductor stacked structure
KR101504732B1 (en) * 2013-04-10 2015-03-23 주식회사 소프트에피 Iii-nitride semiconductor stacked structure and method of manufacturing the same
KR101548610B1 (en) * 2013-04-10 2015-09-01 주식회사 소프트에피 Iii-nitride semiconductor stacked structure
CN103390716A (en) * 2013-07-25 2013-11-13 江西量一光电科技有限公司 Light source adopting LED chip packaging technology
CN105140355A (en) * 2015-08-18 2015-12-09 西安电子科技大学 M-surface sapphire substrate based semi-polar (11-22) yellow light-emitting diode (LED) material and fabrication method thereof
JP6744523B2 (en) * 2015-12-16 2020-08-19 株式会社タムラ製作所 Semiconductor substrate, epitaxial wafer, and method of manufacturing the same
CN107768398A (en) * 2017-11-17 2018-03-06 利亚德光电股份有限公司 Display screen
CN109860341B (en) * 2018-10-31 2020-09-29 华灿光电(苏州)有限公司 GaN-based light emitting diode epitaxial wafer and preparation method thereof
CN115377265B (en) * 2022-09-06 2023-06-30 兰州大学 Method for growing semi-polar (11-22) surface gallium nitride on silicon substrate

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6026079B2 (en) 1979-10-17 1985-06-21 松下電器産業株式会社 How to grow gallium nitride
JPS63188938A (en) 1987-01-31 1988-08-04 Toyoda Gosei Co Ltd Method for vapor growth of gallium nitride compound semiconductor
US5218216A (en) * 1987-01-31 1993-06-08 Toyoda Gosei Co., Ltd. Gallium nitride group semiconductor and light emitting diode comprising it and the process of producing the same
JP2704181B2 (en) * 1989-02-13 1998-01-26 日本電信電話株式会社 Method for growing compound semiconductor single crystal thin film
JP2838108B2 (en) 1989-04-29 1998-12-16 豊田合成株式会社 Method for manufacturing semiconductor chip using sapphire as substrate
JPH04299876A (en) 1991-03-28 1992-10-23 Asahi Chem Ind Co Ltd Semiconductor light emitting element material
JPH0629574A (en) 1992-03-10 1994-02-04 Asahi Chem Ind Co Ltd Light-emitting element and its manufacture
JPH07131068A (en) 1993-10-29 1995-05-19 Toyoda Gosei Co Ltd Nitrogen-group-iii element compound semiconductor light emitting element
JP3119200B2 (en) * 1997-06-09 2000-12-18 日本電気株式会社 Crystal growth method for nitride-based compound semiconductor and gallium nitride-based light emitting device
JP3955367B2 (en) 1997-09-30 2007-08-08 フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー Optical semiconductor device and manufacturing method thereof
US6849472B2 (en) * 1997-09-30 2005-02-01 Lumileds Lighting U.S., Llc Nitride semiconductor device with reduced polarization fields
JP3201475B2 (en) * 1998-09-14 2001-08-20 松下電器産業株式会社 Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2003068655A (en) * 2001-08-27 2003-03-07 Hoya Corp Production method for compound single crystal
EP1576671A4 (en) * 2002-12-16 2006-10-25 Univ California Growth of planar, non-polar a-plane gallium nitride by hydride vapor phase epitaxy
US7385226B2 (en) * 2004-03-24 2008-06-10 Epistar Corporation Light-emitting device
KR100718188B1 (en) * 2004-05-07 2007-05-15 삼성코닝 주식회사 Non-polar single crystalline a-plane nitride semiconductor wafer and preparation thereof
TWI453813B (en) * 2005-03-10 2014-09-21 Univ California Technique for the growth of planar semi-polar gallium nitride
EP1900013A4 (en) * 2005-06-01 2010-09-01 Univ California Technique for the growth and fabrication of semipolar (ga,al,in,b)n thin films, heterostructures, and devices
JP2007133340A (en) 2005-11-10 2007-05-31 Jisaburo Okamoto Card type menu device
JP4978009B2 (en) * 2006-01-16 2012-07-18 ソニー株式会社 GaN-based semiconductor light-emitting device and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008288461A (en) 2008-11-27
TWI368941B (en) 2012-07-21
KR101453563B1 (en) 2014-10-21
CN101807522B (en) 2012-06-20
US20080283846A1 (en) 2008-11-20
CN101807522A (en) 2010-08-18
US8242513B2 (en) 2012-08-14
TW200849354A (en) 2008-12-16
KR20080101805A (en) 2008-11-21
EP1993150A2 (en) 2008-11-19
CN101409231B (en) 2011-05-04
EP1993150A3 (en) 2010-05-12
CN101409231A (en) 2009-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4462289B2 (en) Semiconductor layer growth method and semiconductor light emitting device manufacturing method
JP5082278B2 (en) Light emitting diode manufacturing method, integrated light emitting diode manufacturing method, and nitride III-V compound semiconductor growth method
KR101350594B1 (en) Light-emitting diode and method for manufacturing same, integrated light-emitting diode and method for manufacturing same, method for growing a nitride-based ⅲ-v group compound semiconductor, substrate for growing a nitide-based ⅲ-v group compound semiconductor, light source cell unit, light source diode backlight, light-emitting diode illuminating device, light-emitting diode display and electronic instrument, electronic device and method for manufacturing same
JP5152121B2 (en) Light emitting diode manufacturing method, integrated light emitting diode manufacturing method, and nitride III-V compound semiconductor growth method
JP4910608B2 (en) Light emitting diode manufacturing method and electronic device manufacturing method
JP4915218B2 (en) Manufacturing method of light emitting diode
JP2008153634A (en) Method for manufacturing light-emitting diode, light-emitting diode, lightsource cell unit, light-emitting diode backlight, light-emitting diode illuminating device, light-emitting diode display, and electronic apparatus
JP2007184411A (en) Light emitting diode and its manufacturing method, integrated light emitting diode and its manufacturing method, light emitting diode backlight, light emitting diode lighting apparatus, light emitting diode display, electronic equipment, and electronic device and its manufacturing method
JP2004006991A (en) Nitride semiconductor element
JP2006339534A (en) Light emitting diode, manufacturing method therefor, light emitting diode back light, light emitting diode lighting device, light emitting diode display and electronic apparatus
KR20050106356A (en) Semiconductor light-emitting element and method for manufacturing same, integrated semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same, image display and method for manufacturing same, and illuminating device and method for manufacturing same
JP2006324331A (en) Light emitting diode and its manufacturing method, integrated light emitting diode and its manufacturing method, growing method of nitride- based group iii-v compound semiconductor, nitride-based group iii-v compound semiconductor growing substrate, light emitting diode backlight, light emitting diode lighting apparatus, light emitting diode display, and electronic equipment
KR20040062636A (en) Ultraviolet emitting device
JP2008130606A (en) Semiconductor light emitting element and its manufacturing method, light source cell unit, backlight, lighting device, display, electronic device, and semiconductor element and its manufacturing method
US8017414B2 (en) Method for manufacturing light emitting device using non-polar substrate
JPH11103135A (en) Board for gallium nitride crystal growth, and its application
JP2000252219A (en) PRODUCTION OF GaN SUBSTRATE
JP4735037B2 (en) LIGHT EMITTING DIODE AND ITS MANUFACTURING METHOD, INTEGRATED LIGHT EMITTING DIODE AND ITS MANUFACTURING METHOD, LIGHT EMITTING DIODE BACKLIGHT, LIGHT EMITTING DIODE LIGHTING DEVICE, LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY AND ELECTRONIC
JP2008270431A (en) Manufacturing methods of light-emitting diode, semiconductor device, electronic device, and nitride-based iii-v compound semiconductor substrate
JP5140979B2 (en) AlGaInP light emitting diode, light source cell unit, display and electronic device
JP5051192B2 (en) Semiconductor layer growth method, semiconductor light emitting device manufacturing method, semiconductor light emitting device, and electronic apparatus
JP2007324546A (en) Method of manufacturing gallium nitride compound semiconductor light-emitting element, gallium nitride compound semiconductor light-emitting element, and lamp
JP2007180111A (en) Light-emitting device
KR20130011766A (en) Nitride-based semiconductor light emitting device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090521

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090602

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090728

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100126

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100208

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees